一种锂离子/钠离子电池用多元全活性负极材料、负极及电池制造技术

本发明专利技术提供了一种锂离子/钠离子电池用多元全活性负极材料。本发明专利技术提供的负极材料比容量高，首次库伦效率高且充放电电压平台差别小、电压平台适中的适用于锂离子电池和钠离子电池的负极，并提供了包括该种负极的锂离子电池和钠离子电池，由此解决目前锂离子电池以及钠离子电池的负极存在容量不足或者首次库伦效率比较低的技术问题。

A Multivariate Fully Active Anode Material, Anode and Battery for Lithium Ion/Sodium Ion Batteries

The invention provides a multicomponent fully active anode material for lithium ion/sodium ion batteries. The negative material provided by the invention has high specific capacity, high first Coulomb efficiency, small difference between charging and discharging voltage platforms and moderate voltage platforms suitable for lithium-ion batteries and sodium-ion batteries, and provides lithium-ion batteries and sodium-ion batteries including the negative poles, thereby solving the problems of insufficient capacity or first coulomb efficiency of the negative poles of current lithium-ion batteries and sodium-ion batteries. The low rate of technical problems.

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子/钠离子电池用多元全活性负极材料、负极及电池
本专利技术属于电化学及电池
，具体涉及一种锂离子/钠离子电池用多元全活性负极材料、负极及电池。
技术介绍
与镍氢、镍镉等传统储能电池相比，锂离子电池具有能量密度大、输出功率高、循环性能优越、使用寿命长等优点，是现代广泛作电动汽车、便携移动设备、移动通信等的主电源。虽然锂电池的性能在过去的二十年得到了飞跃的进展，但是远不能满足汽车行业的要求。在能量密度上，远不如内燃机。为了突破能量密度瓶颈，我们需要开发新的电极材料来代替商用的LiCoO2正极和石墨负极。对于负极材料，转换反应型的金属氧化物、合金反应型的硅、锗、锡负极被认为是石墨负极的替代者。他们的理论容量是石墨负极(理论容量仅为372mAh/g)的几倍，但首效低，并且循环稳定性远不如石墨。因此亟需开发一种具有高容量、高首效、高循环稳定性的锂离子电池负极材料。但锂离子电池在大规模应用时，其成本问题就凸显出来了。我国锂资源匮乏，而钠资源储量很大，并且容易获取。因此开发高性能的钠离子电池来替代锂离子电池成为降低二次电池成本的一条重要途径。目前室温钠离子电池负极材料缺乏，其中具有商本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂离子/钠离子电池用多元全活性负极材料，其特征在于，包括锌锗磷化合物、锌硅磷化合物、锌硅锗磷固溶体、锌硅锗磷化合物、第一复合物、第二复合物、第三复合物、第四复合物、第五复合物、第六复合物和第七复合物中的一种或多种；其中，锌锗磷化合物、锌硅磷化合物、锌硅锗磷固溶体和锌硅锗磷化合物中的一种或多种与单质形成第一复合物，所述单质选自Zn、P、Si和Ge中的一种或多种；锌锗磷化合物、锌硅磷化合物、锌硅锗磷固溶体和锌硅锗磷化合物中的一种或多种与二元化合物形成第二复合物，所述二元化合物选自SiP2或/和ZnP2；锌锗磷化合物、锌硅磷化合物、锌硅锗磷固溶体和锌硅锗磷化合物中的一种或多种与导电组元所形成...

【技术特征摘要】
1.一种锂离子/钠离子电池用多元全活性负极材料，其特征在于，包括锌锗磷化合物、锌硅磷化合物、锌硅锗磷固溶体、锌硅锗磷化合物、第一复合物、第二复合物、第三复合物、第四复合物、第五复合物、第六复合物和第七复合物中的一种或多种；其中，锌锗磷化合物、锌硅磷化合物、锌硅锗磷固溶体和锌硅锗磷化合物中的一种或多种与单质形成第一复合物，所述单质选自Zn、P、Si和Ge中的一种或多种；锌锗磷化合物、锌硅磷化合物、锌硅锗磷固溶体和锌硅锗磷化合物中的一种或多种与二元化合物形成第二复合物，所述二元化合物选自SiP2或/和ZnP2；锌锗磷化合物、锌硅磷化合物、锌硅锗磷固溶体和锌硅锗磷化合物中的一种或多种与导电组元所形成第三复合物；所述第一复合物与第二复合物形成第四复合物；所述第一复合物与导电组元形成第五复合物；所述第二复合物与导电组元形成第六复合物；所述第四复合物与导电组元形成第七复合物；所述锌锗磷化合物包括：ZnGeP2和由锌、锗和磷形成的三元非计量比化合物和/或固溶体中的一种或多种；所述锌硅磷化合物包括：ZnSiP2和由锌、硅和磷形成的三元非计量比化合物和/或固溶体中的一种或多种；所述锌硅锗磷固溶体或锌硅锗磷化合物包括：(i)由P、Si、Ge和Zn所形成的四元符合化学计量比化合物以及四元非化学计量比化合物；(ii)由P、Si、Ge和Zn以及其它具有储锂或者储钠全活性的元素共同形成的多元锌硅锗磷固溶体或者化合物，所述其它具有储锂或者储钠全活性的元素选自Sb、Sn、Pb、Bi、S、Se、Te、Cd、In中的一种或多种；当所述多元全活性负极材料为锌锗磷化合物时，所述锌锗磷化合物不包括ZnGeP2；当所述多元全活性负极材料为第三复合物时，所述第三复合物不包括由ZnGeP2与导电组元形成的复合物。2.根据权利要求1所述的负极材料，其特征在于，所述由锌、锗和磷形成的三元非计量比化合物和/或固溶体的化学通式为Zn1±aGe1±bP2±c，其中0≤a≤1，0≤b≤1，0≤c≤1；所述由锌、硅和磷形成的三元非计量比化合物和/或固溶体的化学通式为Zn1±aSi1±bP2±c，其中0≤a≤1，0≤b≤1，0≤c≤1。3.根据权利要求1所述的负极材料，其特征在于，所述由P、Si、Ge和Zn所形成四元非化学计量比化合物的化学通式为Zn1±aSix(1±b)Ge(1-x)(1±c)P2±d，其中0≤a≤1，0≤b...

【专利技术属性】
技术研发人员：李文武，张海燕，余家乐，廖俊，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东,44