[发明专利]一种电极材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种电极材料的制备方法，该制备方法包括以下步骤：(1)将包括钛源原料、以及铌源原料在内的反应原料混合均匀转移至坩埚中，置于80℃～1200℃下进行热处理即得到铌酸钛前驱体；(2)将铌酸钛前驱体转移至球磨罐中进行高能球磨处理；经高能球磨处理后，铌酸钛前驱体即处理得到用作负极的TiNb₂O₇材料。本发明通过对关键的TiNb₂O₇材料的表面处理工艺等进行改进，再配合上TiNb₂O₇材料前驱体的制备步骤控制TiNb₂O₇材料的粒径，能够有效解决现有钠离子电池负极材料储能效果差、或造价高的问题，使得该TiNb₂O₇材料非常适用于作为负极材料应用于钠离子电池。

技术领域

本发明属于电化学材料制备及能源技术领域，更具体地，涉及一种电极材料的制备方法，制备得到的用作负极的TiNb₂O₇材料（即铌酸钛材料）可作为电极材料（如负极材料）应用于离子电池，尤其是二次钠离子电池。

背景技术

伴随着经济的发展，化石能源不断枯竭、环境问题日益突出、温室效应日益显著，新能源开发、环境保护、节能减排等技术的开发成为目前人类极为重要和迫切的课题。而化学储能装置又是能源系统中重要的一部分，其中锂电池备受人们关注。

但锂资源限制了锂电池在储能领域的发展，科学家们的眼光都转向资源丰富的钠离子电池，相比于锂离子电池的锂资源，钠资源具有分布广泛（在地壳中的丰度为2.3%-2.8%，约为锂元素的12500倍），价格廉价的优势让钠离子电池具有可持续的发展。

早期，L.G.J.De Harrt等人将高纯度的TiO₂粉末和Nb₂O₅粉末混合后，在1200℃烧结得到TiNb₂O₇，并将该材料应用于光伏电池的电极材料；2011年，Goodenough教授对TiNb₂O₇进行了报道，根据Goodenough教授的报道，碳包覆的TiNb₂O₇在1.0V-2.5V放电区间内，前五周的放电循环容量大约保持在270mAh/g，也有不错循环寿命。这和已商业化的Li₄Ti₅O₁₂相比有较大的储能优势。

总的来说，铌酸钛（TiNb₂O₇）具有稳定的结构，稳定的晶界，较小的体积变化等优势，但目前并未有科学研究人员将此材料应用于钠离子电池负极材料。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明的目的在于提供一种电极材料的制备方法，其中通过对关键的TiNb₂O₇材料的表面处理工艺（如高能球磨处理工艺）等进行改进，再配合上TiNb₂O₇材料前驱体的制备步骤控制TiNb₂O₇材料的粒径，与现有技术相比能够有效解决现有钠离子电池负极材料储能效果差、或造价高的问题，使得该TiNb₂O₇材料非常适用于作为负极材料应用于钠离子电池，并确保良好的电池性能。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种电极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）前驱体的制备：