本发明属于钠离子电池,尤其涉及一种钠离子电池负极材料及其制备方法。
背景技术:
1、能源问题是当今社会的一大问题,锂离子电池由于其清洁高效以及稳定性好等优势,近来发展迅猛,然后由于锂资源有限,作为替代品,钠离子电池的研制成为研究热点。
2、虽然钠离子电池的组成和锂离子电池类似,然后由于钠和锂在化学上的不同,因此,钠离子电池的材料需要根据实际进行研制。
3、目前,负极材料依据嵌入型储能机制,分为碳基材料和钛基材料,结构稳定,成本低,然而比容量的稳定性难以保证。
技术实现思路
1、本发明的目的在于克服现有技术存在的以上问题,提供一种钠离子电池负极材料,通过该负极材料的研制,通过硅掺杂二氧化钛,可用于实际脱嵌钠过程中钠离子的快速通过,从而在实际应用于钠离子电池时,防止钠离子电池比容量降低,通过碳包覆硅掺杂二氧化钛,提高该负极材料的循环稳定性;本发明还提供一种钠离子电池负极材料的制备方法,通过该方法的设置,所制得的钠离子负极材料稳定性好、成本低、容量保持率高。
2、为实现上述技术目的,达到上述技术效果,本发明通过以下技术方案实现:
3、一种钠离子电池负极材料,包括球形内层以及包覆于球形内层外部的包覆外层。
4、进一步地,所述球形内层的材质为硅掺杂二氧化钛;
5、所述包覆外层的材质为碳。
6、一种钠离子电池负极材料的制备方法,该方法包括以下步骤:
7、步骤a:二氧化钛的前处理
8、配置混合溶液,将甲醇以及水进行混合,混合比例为4:1;
9、取一定量的二氧化钛置于混合溶液中,获取混合液体,其中,二氧化钛与混合溶液的质量比为1:1;
10、向上述混合液体中加入硅烷偶联剂,其中,硅烷偶联剂添加质量与混合溶液的添加体积的比例为1:1,获取混合物质;
11、将所得的混合物质置于超声机内进行超声处理,设定超声频率为200khz,超声时间为5min,获取处理后二氧化钛;
12、步骤b:硅掺杂二氧化钛的制备
13、将所述处理后的二氧化钛用无水乙醇洗涤离心洗涤多次,经干燥后,获取硅掺杂二氧化钛;
14、步骤c:碳包覆硅掺杂二氧化钛的制备
15、取一定量的碳源,以及一定量的浓盐酸置于去离子水中,在磁力搅拌器上搅拌,获取透明溶液;
16、取一定量硅掺杂二氧化钛置于0.5mol/l的乙醇内,其中,硅掺杂二氧化钛与乙醇的质量体积比为1:100;
17、将硅掺杂二氧化钛溶液滴加至透明溶液内,获取前体溶液,其中,体积比为1:4,水浴加热搅拌,设定水浴温度为50℃,搅拌速率为120r/min;
18、将前体溶液进行真空冷冻干燥,干燥后的样品置于氩气中烧结,烧结温度700℃,烧结时间为4h,获取碳包覆硅掺杂二氧化钛。
19、进一步地,所述硅烷偶联剂为kh560。
20、进一步地,所述碳源为羧甲基纤维素、海藻酸钠、壳聚糖以及聚丙烯酸钠中的一种。
21、本发明的有益效果是:
22、1、本发明提供一种钠离子电池负极材料,通过该负极材料的研制,通过硅掺杂二氧化钛,可用于实际脱嵌钠过程中钠离子的快速通过,从而在实际应用于钠离子电池时,防止钠离子电池比容量降低,通过碳包覆硅掺杂二氧化钛,提高该负极材料的循环稳定性。
23、2、本发明还提供一种钠离子电池负极材料的制备方法,通过该方法的设置,所制得的钠离子负极材料稳定性好、成本低、容量保持率高。
1.一种钠离子电池负极材料,其特征在于:包括球形内层以及包覆于球形内层外部的包覆外层。
2.根据权利要求1所述的一种钠离子电池负极材料,其特征在于:所述球形内层的材质为硅掺杂二氧化钛;
3.一种钠离子电池负极材料的制备方法,其特征在于:该方法包括以下步骤:
4.根据权利要求3所述的一种,其特征在于:所述硅烷偶联剂为kh560。
5.根据权利要求3所述的一种,其特征在于:所述碳源为羧甲基纤维素、海藻酸钠、壳聚糖以及聚丙烯酸钠中的一种。