电池负极材料及其制备方法和钠离子电池与流程

文档序号:12066254阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种电池负极材料的制备方法,其特征在于,该制备方法包括:

(1)对含有磷源和含碳聚合物的溶液进行静电纺丝,得到磷掺杂的纳米纤维;

(2)对磷掺杂的纳米纤维进行真空干燥;

(3)在惰性气氛或真空条件下,对步骤(2)得到的固体物质进行加热处理。

2.根据权利要求1所述的制备方法,其中,所述磷源和含碳聚合物的摩尔比为1:2-200,优选为1:20-100,其中磷源以磷元素计,含碳聚合物以碳元素计。

3.根据权利要求1所述的制备方法,其中,所述磷源选自无机磷,所述含碳聚合物选自数均分子量为10000-1500000的高聚物;

优选地,所述磷源选自磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、磷酸钠、焦磷酸钠、五氧化二磷和磷酸中的至少一种;

优选地,所述含碳聚合物选自聚偏氟乙烯、聚甲基丙烯酸酯、聚氧化乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯基咔唑、聚乙烯醇、聚乳酸、聚丙烯腈和聚氯乙烯中的至少一种。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的制备方法,其中,得到含有磷源和含碳聚合物的溶液的方式包括:

(a)将所述磷源溶解于溶剂A中;

(b)将所述含碳聚合物溶解于溶剂B中;

(c)将步骤(a)和步骤(b)所得的溶液混合;

优选地,步骤(a)和步骤(b)所述的溶解以及步骤(c)所述的混合的方式各自独立地为:在20℃-90℃下,以150rpm-1000rpm的搅拌速度搅拌0.5h-4h;

进一步优选地,在40℃-80℃下,以300rpm-800rpm的搅拌速度搅拌1h-3h。

5.根据权利要求4所述的制备方法,其中,所述溶剂A和溶剂B各自独立地选自甲酸、六氟异丙醇、2,2,2-三氟乙醇、三乙醇胺、1,3-二[三(羟甲基)甲氨基]丙烷、N-甲基吡咯烷酮、无水乙醇、六氟丙酮、四氢呋喃、三氯甲烷、二氯甲烷、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺和水中的至少一种。

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的制备方法,其中,所述静电纺丝的条件包括:电压为10kV-25kV,优选为15kV-22kV;出丝口与接收器的距离为10cm-30cm,优选为15cm-25cm;纺丝速度为0.5-4mL/h,优选为0.8-2.5mL/h;接收器转速为5-30rpm,优选为10-25rpm。

7.根据权利要求1-6中任意一项所述的制备方法,其中,步骤(2)中所述真空干燥为冷冻真空干燥,

优选地,所述冷冻真空干燥的条件包括:温度为零下40℃-零下90℃,时间为10-36h。

8.根据权利要求1-7中任意一项所述的制备方法,其中,步骤(3)中所述加热处理的条件包括:以1-10℃/min的加热速率升温至700-1500℃,并保温1-10h;

优选地,所述加热处理的条件包括:以2-6℃/min的加热速率升温至900-1200℃,并保温2-8h。

9.一种由权利要求1-8中任意一项所述的方法制得的电池负极材料。

10.一种钠离子电池,其中,所述钠离子电池的负极材料为权利要求9所述的电池负极材料。

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