一种钠离子电池用负极材料的制作方法

：本发明涉及钠离子电池，具体涉及一种钠离子电池用负极材料。

背景技术

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背景技术：

1、目前，铅酸电池、镍氢电池和锂离子电池是发展较为成熟的电化学储能方式。其中，锂离子电池具有能量密度高、工作电压高、工作温度范围宽、循环寿命长、无记忆效应等优点。但是由于锂在地壳中储量较少、开采困难、分布不均，导致锂的价格居高不下。钠元素与锂元素属于同一主族，具有相似的物理化学性质，钠离子电池具有与锂离子电池相似的工作原理。与锂资源相比，钠在地壳中储量更丰富且分布广泛，价格低廉。其次，由于钠盐的电导率高于锂盐，允许采用低浓度的电解液来降低成本；再者，钠离子不与铝形成合金，负极可采用铝箔作为集流体来降低成本。因此，相对于锂离子电池来说，钠离子电池具有突出的成本优势。

2、从安全性能上来说，钠离子有着-40℃～80℃的超宽工作温度区间，在温度较高的情况下也不容易发生热失控；且由于锂离子电池的内阻比锂电池更高，即便是发生热失控，钠离子电池的短路电流和瞬间发热量都更小，更不容易出现起火自燃。但由于钠离子的半径比锂离子大很多，钠离子很难嵌入发生化学反应所在的电极晶体结构中，导致钠离子的移动速率较慢，影响钠离子电池的充放电速率。同时钠离子脱出电极的晶体结构也较困难，导致电池的可逆性差，能量密度利用率低，多次充放电后的能量密度下降速度快，从而导致钠离子电池具有循环寿命短的缺点。

技术实现思路

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技术实现要素：

1、本发明所要解决的技术问题在于提供一种钠离子电池用负极材料的制备方法，该方法具有原料易得、操作简便的特点，且由该方法制备得到的负极材料可以使钠离子电池具有可逆容量高和循环性能好的优势。

2、本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：

3、本发明的第一个目的在于提供一种钠离子电池用负极材料的制备方法，将铁源、钴源和硼源混合均匀后于氧化氛围下进行烧结，冷却，水洗，烘干，得到钠离子电池用负极材料。

4、优选地，所述铁源、钴源、硼源的摩尔比为1:2:(1～1.2)，以铁元素、钴元素、硼元素的摩尔量计。需要严格控制铁源、钴源、硼源的摩尔比以合成目标化合物。

5、优选地，所述铁源为硝酸铁、氯化铁、硫酸铁中的一种或几种。可选择的铁源并不仅限于此，还包括本领域已知的其它可溶性铁盐。

6、优选地，所述钴源为硝酸钴、氯化钴、硫酸钴中的一种或几种。可选择的钴源并不仅限于此，还包括本领域已知的其它可溶性钴盐。

7、优选地，所述硼源为硼酸、硼酸铵中的一种或几种。

8、优选地，所述铁源、钴源和硼源的混合方式为研磨或球磨。也可采用机械搅拌的方式，但是混合效果不如研磨和球磨。

9、优选地，所述氧化氛围为空气氛围或氧气氛围。在有氧气存在的氛围中进行烧结。

10、优选地，所述烧结的温度为800～1000℃，时间为2～12h。可采用一次性升温的方式，也可采用分阶段升温的方式。

11、优选地，所述烧结的升温速率为1～10℃/min。在进行分阶段升温时，也可采用不同的升温速率。

12、本发明的第二个目的在于提供一种根据前述的制备方法制备得到的钠离子电池用负极材料。

13、本发明的有益效果是：本发明提供了一种钠离子电池用负极材料的制备方法，该制备方法具有操作简便、控制参数明确、工艺重复性好、产品质量稳定等特点，并且由其制备得到的负极材料具有良好的钠离子脱嵌能力，可以有效提高钠离子电池的容量、库伦效率和循环稳定性，同时钠离子电池的安全性能高，低温性能强，具备广阔的应用前景。

技术特征：

1.一种钠离子电池用负极材料的制备方法，其特征在于：将铁源、钴源和硼源混合均匀后于氧化氛围下进行烧结，冷却，水洗，烘干，得到钠离子电池用负极材料。

2.如权利要求1所述的钠离子电池用负极材料的制备方法，其特征在于：所述铁源、钴源、硼源的摩尔比为1:2:(1～1.2)，以铁元素、钴元素、硼元素的摩尔量计。

3.如权利要求1所述的钠离子电池用负极材料的制备方法，其特征在于：所述铁源为硝酸铁、氯化铁、硫酸铁中的一种或几种。

4.如权利要求1所述的钠离子电池用负极材料的制备方法，其特征在于：所述钴源为硝酸钴、氯化钴、硫酸钴中的一种或几种。

5.如权利要求1所述的钠离子电池用负极材料的制备方法，其特征在于：所述硼源为硼酸、硼酸铵中的一种或几种。

6.如权利要求1所述的钠离子电池用负极材料的制备方法，其特征在于：所述铁源、钴源和硼源的混合方式为研磨或球磨。

7.如权利要求1所述的钠离子电池用负极材料的制备方法，其特征在于：所述氧化氛围为空气氛围或氧气氛围。

8.如权利要求1所述的钠离子电池用负极材料的制备方法，其特征在于：所述烧结的温度为800～1000℃，时间为2～12h。

9.如权利要求1所述的钠离子电池用负极材料的制备方法，其特征在于：所述烧结的升温速率为1～10℃/min。

10.根据权利要求1-9任一项所述的制备方法制备得到的钠离子电池用负极材料。

技术总结
本发明公开了一种钠离子电池用负极材料，涉及钠离子电池技术领域，本发明提供的制备方法具有操作简便、控制参数明确、工艺重复性好、产品质量稳定等特点，并且由其制备得到的负极材料具有良好的钠离子脱嵌能力，可以有效提高钠离子电池的容量、库伦效率和循环稳定性，同时钠离子电池的安全性能高，低温性能强，具备广阔的应用前景。

技术研发人员：李朋,郑中平
受保护的技术使用者：广东言九电子股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15