负极材料、制备方法、二次电池及用电设备与流程

本申请涉及电池，具体涉及一种负极材料、制备方法、二次电池及用电设备。

背景技术：

1、钛酸钠(na2ti3o7)具有低电压平台、高的理论比容量、小的体积变化，而且价格低廉、绿色环保，成为钠离子电池负极的重要候选材料之一。但由于其存在电子迁移率较差、离子扩散速率慢等缺陷，导致其倍率性能和循环寿命不理想。

技术实现思路

1、本申请的目的在于提供一种负极材料、制备方法、二次电池及用电设备，可以解决上述技术问题。

2、本申请实施例提供一种负极材料，包括：活性材料以及负载所述活性材料的支撑材料，所述活性材料包括na2ti3o7-δ，其中，δ为氧空位的含量；所述支撑材料与所述活性材料的质量比为(3～4)：(6～7)。

3、在一些实施例中，所述氧空位的含量δ的范围为0.65～1。

4、在一些实施例中，所述活性材料的宽度为10nm～25nm。

5、在一些实施例中，所述支撑材料选自碳纤维。

6、在一些实施例中，所述碳纤维的平均直径为1μm～5μm。

7、相应的，本申请实施例提供一种负极材料的制备方法，包括：

8、提供钛源、钠源和支撑材料，通过水热法制备钛酸钠前驱体，所述钛酸钠前驱体负载于所述支撑材料；

9、在还原气氛中，煅烧所述钛酸钠前驱体，得到负极材料；

10、所述负极材料包括：活性材料以及负载所述活性材料的支撑材料，所述活性材料包括na2ti3o7-δ，其中，δ为氧空位的含量；所述支撑材料与所述活性材料的质量比为(3～4)：(6～7)。

11、在一些实施例中，所述钛源和钠源在过氧化氢存在条件下，合成所述钛酸钠前驱体。

12、在一些实施例中，所述钛源包括ti3c2tx。

13、在一些实施例中，所述煅烧的温度为400℃～500℃。

14、在一些实施例中，所述还原气氛包括氢气和氩气，所述氢气和氩气的体积比为(10～15)：(85～90)。

15、相应的，本申请实施例提供了一种二次电池，包括上述的负极材料，或上述的制备方法所制备的负极材料。

16、相应的，本申请实施例提供了一种用电设备，包括上述的二次电池。

17、本申请的有益效果在于：相较于现有技术，本申请提供了一种负极材料、制备方法、二次电池及用电设备。本申请的负极材料包括活性材料以及负载活性材料的支撑材料，活性材料包括na2ti3o7-δ，其中，δ为氧空位的含量；支撑材料与活性材料的质量比为(3～4)：(6～7)。本申请通过在支撑材料上负载活性材料，避免了粘结剂和导电剂使用，提高了电池的质量能量密度，本申请进一步通过在支撑材料上负载具有氧空位的钛酸钠，提高了活性材料的导电性能，提高了活性材料的电化学性能。本申请的制备方法减少了工艺步骤，在不改变钛酸钠形貌结构的情况下改善了钛酸钠的导电性。

技术特征：

1.一种负极材料，其特征在于，所述负极材料包括：活性材料以及负载所述活性材料的支撑材料，所述活性材料包括na2ti3o7-δ，其中，δ为氧空位的含量；所述支撑材料与所述活性材料的质量比为(3～4)：(6～7)。

2.根据权利要求1所述的负极材料，其特征在于，所述氧空位的含量δ的范围为0.65～1。

3.根据权利要求1所述的负极材料，其特征在于，所述活性材料的宽度为10nm～25nm。

4.根据权利要求1所述的负极材料，其特征在于，所述支撑材料选自碳纤维；和/或，

5.一种负极材料的制备方法，其特征在于，包括：

6.根据权利要求5所述的负极材料的制备方法，其特征在于，所述钛源和钠源在过氧化氢存在条件下，合成所述钛酸钠前驱体；和/或，

7.根据权利要求5所述的负极材料的制备方法，其特征在于，所述煅烧的温度为400℃～500℃。

8.根据权利要求5所述的负极材料的制备方法，其特征在于，所述还原气氛包括氢气和氩气，所述氢气和氩气的体积比为(10～15)：(85～90)。

9.一种二次电池，其特征在于，包括权利要求1～4中任一项所述的负极材料，或权利要求5～8中任一项所述的负极材料的制备方法所制备的负极材料。

10.一种用电设备，其特征在于，包括如权利要求9所述的二次电池。

技术总结
本申请公开了一种负极材料、制备方法、二次电池及用电设备。本申请的负极材料包括活性材料以及负载活性材料的支撑材料，活性材料包括Na<subgt;2</subgt;Ti<subgt;3</subgt;O<subgt;7‑δ</subgt;，其中，δ为氧空位的含量；支撑材料与活性材料的质量比为(3～4)：(6～7)。本申请通过在支撑材料上负载活性材料，避免了粘结剂和导电剂使用，提高了电池的质量能量密度，本申请进一步通过在支撑材料上负载具有氧空位的钛酸钠，提高了活性材料的导电性能，提高了活性材料的电化学性能。本申请的制备方法减少了工艺步骤，在不改变钛酸钠形貌结构的情况下改善了钛酸钠的导电性。

技术研发人员：陈金,杨军帅,王维圣,苏树发,李俭
受保护的技术使用者：蜂巢能源科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/11