负极材料及其制备方法、负极及其制备方法、钠离子电池技术

本申请涉及一种钠离子电池的负极材料及其制备方法、钠离子电池的负极及其制备方法、钠离子电池，将软碳前驱体和硬碳前驱体混合后进行烧结，得到软硬碳混合材料，再采用无机导电剂对软硬碳混合材料进行无机包覆反应，得到导电剂包覆的软硬碳混合材料，然后通过丙烯酸对导电剂包覆的软硬碳混合材料进行有机包覆反应，得到钠离子电池的电池负极材料。由于软碳具备高的首效，软碳和硬碳混合可以提升其压实密度。将软碳前驱体和硬碳前驱体混合烧结后，进行无机包覆反应和有机包覆反应，由此得到的负极材料可大幅度提升负极首效和压实性能，此外，含有该负极材料的负极和钠离子电池的导电性能也大幅提升，从而提高了钠离子电池的工作性能。的工作性能。的工作性能。

【技术实现步骤摘要】
负极材料及其制备方法、负极及其制备方法、钠离子电池


[0001]本申请涉及钠离子
，特别是涉及一种钠离子电池的负极材料及其制备方法、钠离子电池的负极及其制备方法、钠离子电池。

技术介绍

[0002]全球储能行业迎来重大发展机遇，储能领域对电池的需求更关注经济性、安全性。由于全球锂资源总量十分有限且分布不均，锂资源的供应链安全问题愈发严峻。在这种环境下，钠离子电池的优势逐渐显现。
[0003]传统的钠离子电池负极材料主要包括碳基、钛基、有机类和合金类负极材料等。碳基材料包括石墨、石墨烯、无定型碳等。由于钠离子的半径远大于锂离子的半径，致使钠离子在石墨层间的脱嵌过程极易破坏石墨的结构，因此石墨较难作为钠电负极的材料。无定形碳负极材料因资源丰富、结构多样、综合性能优异，被认为是最有应用前景的钠离子电池负极材料。
[0004]无定型碳中，硬碳因为其优秀储钠机理和低的膨胀效应应用更为广泛。硬碳也称为不可石墨化碳，其在钠离子电池中表现出较高的可逆容量，具有优秀的储钠机理和低的膨胀效应。但硬碳首效低，压实低的特性也限制了其更好的应用，由硬碳制成的钠离子电池工作性能不佳。

技术实现思路

[0005]基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够提高钠离子电池工作性能的钠离子电池的负极材料及其制备方法、钠离子电池的负极及其制备方法、钠离子电池。
[0006]第一方面，本申请提供了一种钠离子电池的负极材料制备方法，所述方法包括：
[0007]将软碳前驱体和硬碳前驱体混合后进行烧结，得到软硬碳混合材料；
[0008]采用无机导电剂对所述软硬碳混合材料进行无机包覆反应，得到导电剂包覆的软硬碳混合材料；
[0009]通过丙烯酸对所述导电剂包覆的软硬碳混合材料进行有机包覆反应，得到钠离子电池的电池负极材料。
[0010]在其中一个实施例中，所述将软碳前驱体和硬碳前驱体混合后进行烧结，得到软硬碳混合材料，包括：
[0011]将软碳前驱体和硬碳前驱体进行混合，得到混合物；
[0012]将所述混合物进行烧结，得到软硬碳混合材料。
[0013]在其中一个实施例中，所述将软碳前驱体和硬碳前驱体进行混合，得到混合物，包括：
[0014]将软碳前驱体溶于四氢呋喃中，得到混合溶液；
[0015]按预设质量比例称取硬碳前驱体，将所述硬碳前驱体加入所述混合溶液中，搅拌；
[0016]待加入了所述硬碳前驱体的混合溶液的溶剂挥发后，将得到的固体混合物作为混
合物。
[0017]在其中一个实施例中，所述硬碳前驱体为酚醛树脂，所述软碳前驱体为沥青，所述预设质量比例为：硬碳前驱体：软碳前驱体为(0.5
‑
1.5):(1
‑
2)。
[0018]在其中一个实施例中，所述将所述混合物进行烧结，得到软硬碳混合材料，包括：
[0019]将所述混合物装入气氛炉中，并在惰性气体保护下，以预设烧结参数对所述混合物进行烧结，得到软硬碳混合材料。
[0020]在其中一个实施例中，所述采用无机导电剂对所述软硬碳混合材料进行无机包覆反应，得到导电剂包覆的软硬碳混合材料，包括：
[0021]在所述软硬碳混合材料中加入无机导电剂后，以预设加热参数对加入了所述无机导电剂的混合材料进行加热；
[0022]冷却至室温后球磨，将球磨后的物质装入气氛炉中碳化，得到导电剂包覆的软硬碳混合材料。
[0023]在其中一个实施例中，所述通过丙烯酸对所述导电剂包覆的软硬碳混合材料进行有机包覆反应，得到钠离子电池的电池负极材料，包括：
[0024]将所述导电剂包覆的软硬碳混合材料加入丙烯酸溶液中，得到丙烯酸混合溶液；
[0025]对所述丙烯酸混合溶液边加热边用磁力搅拌；
[0026]烘干加热后的所述丙烯酸混合溶液，得到钠离子电池的电池负极材料。
[0027]第二方面，本申请还提供了一种钠离子电池的负极材料，基于上述实施例的方法制备得到。
[0028]在其中一个实施例中，所述负极材料的D50为3
‑
12μm，所述负极材料的比表面积为1.3
‑
3.0m
2/
g。
[0029]第三方面，本申请还提供了一种钠离子电池的负极制备方法，所述方法包括：
[0030]将负极浆料涂覆于集流体表面，形成钠离子电池的负极；所述负极浆料包括导电剂、粘结剂和如上述实施例中所述的负极材料。
[0031]在其中一个实施例中，所述负极材料、所述导电剂和所述粘结剂的质量比为l:m:n，且l+m+n＝100，其中，l为95～99，m为0.5～3，n为1～5。
[0032]第四方面，本申请还提供了一种钠离子电池的负极，基于上述实施例中所述的钠离子电池的负极制备方法制备得到。
[0033]第五方面，本申请还提供了钠离子电池，包括正极、电解液、隔膜和如上述实施例中所述的负极。
[0034]上述钠离子电池的负极材料及其制备方法、钠离子电池的负极及其制备方法、钠离子电池，将软碳前驱体和硬碳前驱体混合后进行烧结，得到软硬碳混合材料，再采用无机导电剂对软硬碳混合材料进行无机包覆反应，得到导电剂包覆的软硬碳混合材料，然后通过丙烯酸对导电剂包覆的软硬碳混合材料进行有机包覆反应，得到钠离子电池的电池负极材料。由于软碳具备高的首效，软碳和硬碳混合可以提升其压实密度，两者混合后可以更好的发挥其优势。将软碳前驱体和硬碳前驱体混合烧结后，进行无机包覆反应和有机包覆反应，由此得到的负极材料可大幅度提升负极首效和压实性能，此外，含有该负极材料的负极和钠离子电池的导电性能也大幅提升，从而提高了钠离子电池的工作性能。
附图说明
[0035]图1为一个实施例中钠离子电池的负极材料制备方法流程示意图；
[0036]图2为一个实施例中将软碳前驱体和硬碳前驱体混合后进行烧结，得到软硬碳混合材料步骤的流程示意图；
[0037]图3为一个实施例中将软碳前驱体和硬碳前驱体进行混合，得到混合物步骤的流程示意图；
[0038]图4为另一个实施例中将软碳前驱体和硬碳前驱体混合后进行烧结，得到软硬碳混合材料步骤的流程示意图；
[0039]图5为一个实施例中采用无机导电剂对软硬碳混合材料进行无机包覆反应，得到导电剂包覆的软硬碳混合材料步骤的流程示意图；
[0040]图6为一个实施例中通过丙烯酸对导电剂包覆的软硬碳混合材料进行有机包覆反应，得到钠离子电池的电池负极材料步骤的流程示意图；
[0041]图7为一个实施例中钠离子电池的负极制备方法的流程示意图。
具体实施方式
[0042]为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
[0043]在一个实施例中，提供一种钠离子电池的负极材料制本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钠离子电池的负极材料制备方法，其特征在于，所述方法包括：将软碳前驱体和硬碳前驱体混合后进行烧结，得到软硬碳混合材料；采用无机导电剂对所述软硬碳混合材料进行无机包覆反应，得到导电剂包覆的软硬碳混合材料；通过丙烯酸对所述导电剂包覆的软硬碳混合材料进行有机包覆反应，得到钠离子电池的电池负极材料。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将软碳前驱体和硬碳前驱体混合后进行烧结，得到软硬碳混合材料，包括：将软碳前驱体和硬碳前驱体进行混合，得到混合物；将所述混合物进行烧结，得到软硬碳混合材料。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述将软碳前驱体和硬碳前驱体进行混合，得到混合物，包括：将软碳前驱体溶于四氢呋喃中，得到混合溶液；按预设质量比例称取硬碳前驱体，将所述硬碳前驱体加入所述混合溶液中，搅拌；待加入了所述硬碳前驱体的混合溶液的溶剂挥发后，将得到的固体混合物作为混合物。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述硬碳前驱体为酚醛树脂，所述软碳前驱体为沥青，所述预设质量比例为：硬碳前驱体：软碳前驱体为(0.5
‑
1.5):(1
‑
2)。5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述将所述混合物进行烧结，得到软硬碳混合材料，包括：将所述混合物装入气氛炉中，并在惰性气体保护下，以预设烧结参数对所述混合物进行烧结，得到软硬碳混合材料。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采用无机导电剂对所述软硬碳混合材料进行无机包覆反应，得到导电剂包覆的软硬碳混合材料，包括：在所述软硬碳混合材料中加入无机导电剂后，以预设加热参数...

【专利技术属性】
技术研发人员：张雄波，
申请(专利权)人：惠州拓邦电气技术有限公司，
类型：发明
国别省市：