[发明专利]一种二次电池用负极材料的制造方法

说明书

本公开提供一种二次电池用负极材料的制造方法，其包括以下步骤。提供含碳生质材料。透过固相混合的方式将含碳生质材料与固态含氮前驱物进行混合，以形成混合物。对混合物进行烧结工艺，以形成氮掺杂生质碳。本公开的二次电池用负极材料的制造方法可使得二次电池具有良好的快速充放电能力、低不可逆电容、高电容量及高循环稳定性。

技术领域

本发明涉及一种二次电池用负极材料的制造方法，尤其涉及一种锂/钠离子电池的负极材料的制造方法。

背景技术

近年来，手持电子装置例如智能型手机(smart phone)和平板计算机(tabletcomputer)逐渐广泛地应用于日常生活中。随着科技产业日益发达，手持电子装置的性能不断地提升，故用于手持装置之电池(例如锂/钠离子电池)也需具备高功率输出的能力。

一般来说，锂/钠离子电池使用石墨作为负极，然而石墨具有有序且致密的结构，故限制了锂/钠离子电池的快速充放电能力，且快速充放电会造成电池的交流阻抗(ACimpedance)变大，迫使石墨材料无法得到较深的充电深度，进而影响电池的电容量。因此，目前已有许多新兴负极材料的研究正广泛地展开，并且随着绿色能源逐渐受到重视，使用生质材料(biomass material)作为二次电池的负极成为目前研发的重点之一。

然而，生质材料的结构缺陷将导致其作为二次电池负极材料时具有电容量不佳(例如电容量小于280mAh/g)以及不可逆电容量较高(例如占整体电容量的50％)的问题。因此，如何开发出能够使二次电池具有良好的快速充放电能力、低不可逆电容量、高电容量及高循环稳定性之负极材料是目前此本领域技术人员所欲达成的目标之一。

发明内容

本发明提供一种二次电池用负极材料的制造方法，其可使得二次电池具有良好的快速充放电能力、低不可逆电容、高电容量及高循环稳定性。

本发明提供一种二次电池用负极材料的制造方法，其包括以下步骤。提供含碳生质材料。透过固相混合的方式将含碳生质材料与固态含氮前驱物进行混合，以形成混合物。对混合物进行烧结工艺，以形成氮掺杂生质碳。

在本发明的一实施例中，上述含碳生质材料包括咖啡渣、椰子壳、落叶或其组合。

在本发明的一实施例中，上述固态含氮前驱物包括有机固态氮源、无机固态氮源或其组合。

在本发明的一实施例中，上述有机固态氮源包括六亚甲基四胺(C₆H₁₂N₄)、苯甲酸铵(C₆H₅COONH₄)、碳酸铵((NH₄)₂CO₃)、柠檬酸铵(HOC(CO₂NH₄)(CH₂CO₂NH₄)₂)、甲酸铵(HCO₂NH₄)、萘甲腈(C₁₁H₇N)、萘二甲腈(C₁₀H₆(CN)₂)、萘亚胺(C₁₂H₇NO₂)或其组合。

在本发明的一实施例中，上述无机固态氮源包括无机硝酸盐(inorganicnitrate)。

在本发明的一实施例中，上述含碳生质材料与固态含氮前驱物的重量比为1：10。

在本发明的一实施例中，上述烧结工艺的温度为大于等于500℃且小于等于1000℃。

在本发明的一实施例中，上述烧结工艺的时间为大于等于0.5小时且小于等于10小时。