[发明专利]一种用于钠离子电池负极的有机磷化锡/氧化石墨复合材料

说明书

本发明涉及一种用于钠离子电池负极的有机磷化锡/氧化石墨复合材料。本发明以较简单的工艺实现了材料的制备。本发明的有益效果是：本发明以GO材料为前驱体，与SnCl₂·2H₂O反应，形成SnO₂@GO复合材料。再以三乙胺为聚合反应的引发剂，使六氯环三磷腈(HCCP)、4,4‑二羟基二苯砜发生聚合反应，再使PZS包覆SnO₂@GO，实现碳包覆和磷化。与其它钠离子电池负极材料的制备方法相比，本发明的制备方法简便易行，较简单的实现了导电碳材料与Sn‑O‑P@GN的复合。本发明制备的钠离子电池比容量较高，循环稳定性和倍率性能优异。

技术领域

本发明涉及钠离子电池制备技术领域，具体涉及一种钠离子电池负极材料及其制备方法。

背景技术

随着科学技术的进步和社会的发展，能源和环境问题已成为当今世界最重要的课题之一。化石燃料仍然是目前世界上使用最多的能源，然而化石能源的储量有限，人类日益增加的需求以及不加节制的开采，必然会导致化石能源的枯竭。因此，寻找新的可再生能源以及规模储能迫在眉睫。在诸多储能领域中，电化学储能是一种简单而高效的储能方式。其中，锂离子电池是目前广泛应用的电化学电源，但随着数码、交通等产业对锂离子电池依赖加剧，有限的锂资源必将面临短缺问题。室温钠离子电池由于原料丰富，分布广泛，价格低廉，引起了人们广泛的研究兴趣，对其的研究开发在一定程度上可缓和因锂资源短缺引发的电池发展受限问题。

目前钠离子电池负极材料主要包括硬碳、合金和钛基化合物。硬碳是应用最广的一类钠离子电池负极材料，但由于钠离子半径较大，在石墨层间的嵌/脱较困难，而且首次充放电时易形成不可逆SEI钝化层，导致首周库伦效率降低，这是制约该类碳材料应用的主要因素。金属单质或者合金在钠离子嵌入/脱出过程中存在严重体积膨胀，造成容量快速衰减，电极稳定性降低。钛基氧化物作为钠离子电池负极材料，是通过嵌入类反应机制进行储钠的，然而，由于自身晶体结构中储存位点有限，导致这类材料储钠容量普遍较低。

SnO₂是一种钠离子电极材料，但由于其充放电过程中的体积膨胀较大，导致材料的粉碎，倍率性能和循环稳定性较差。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种钠离子电池负极材料及其制备方法，该方法简单易行，制备的钠离子电池负极材料比容量较大，具有较好的循环稳定性。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现。

(1)一种钠离子电池负极材料，其特征在于，包括以下原料组分：氧化石墨烯（GO）、六氯环三磷腈（HCCP）、4,4-二羟基二苯砜,氯化锡，浓盐酸，三乙胺和溶剂。

作为优选地，所述溶剂为甲醇和乙二醇。

作为优选地，所述原料组分中，乙二醇与水的体积比为8:2。

(2)一种钠离子电池负极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1: 将200mg GO溶解在乙二醇与水的混合溶剂中，混合，搅拌均匀，得到混合溶液A。

步骤2:1.25g SnCl_2.2H₂O溶于含有浓盐酸的乙二醇与水的混合溶剂中，即得混合溶液B。

步骤3：将溶液B加入溶液A中，搅拌40分钟。放入高压釜于烘箱中，离心，用去离子水洗涤，然后冻干，得SnO₂@GO。

步骤4：0.15g SnO₂@GO溶于40ml甲醇，超声30min，得溶液C。