[发明专利]一种钠离子电池用多烯基复合负极材料的制备方法

说明书

本发明的一种钠离子电池用多烯基复合负极材料的制备方法，步骤如下：配置质量浓度为5～50％的氧化石墨溶液，超声剥离获得氧化石墨烯溶液，称取氧化石墨烯溶液质量5～50％的类石墨烯二维材料，分散于氧化石墨烯溶液中，并加入氧化石墨烯溶液质量0.05～5％的表面活性剂，超声分散均匀，获得均匀溶液，将其烘干处理后，再进行炭包覆，制得钠离子电池用多烯基复合负极材料。该方法操作简单，易推广，利用表面活性剂以及超声分散后自组装，有序程度高，通过添加石墨烯，显著提高材料的导电性能，同时制备的材料比表面积小，首次库伦效率高，在高倍率下充放电性能好，具有较好的循环性能及倍率性能，适于组装全电池，是一种理想的钠离子电池负极材料。

技术领域：

本发明属于新能源技术领域，具体涉及一种钠离子电池用多烯基复合负极材料的制备方 法。

背景技术：

随着石油、天然气等不可再生石化燃料的耗竭日益受到关注，以及空气污染和室温效应 成为全球性的问题。解决能源问题、走低碳经济道路实现可持续发展已经成为世界各国的普 遍共识。新能源汽车主要依靠二次电池储存能量，二次电池能够反复充放电，效率高、环境 适应性强，具有更好的经济实用性，成为储能研究的主要方向。

锂离子电池由于具有高能量密度、高电压、低自放电、循环性能好等优异的电性能，在 3C(Computer、Communication和Consumer Electronics)产品和储能领域都得到了广泛的应用。 但由于锂属资源稀缺，难于满足大规模储电要求。从资源与成本方面考虑，采用金属钠取代 金属锂制备的钠离子电池，由于在大规模储能方面更具有优势，因此成为了人们关注的热点。 钠离子电池研究的关键在于正负极材料，目前的研究多集中于正极材料，而负极材料研究相 对缓慢。研究过的负极材料主要集中于碳材料，遗憾的是在锂离子电池中大规模商业化的石 墨负极材料不适合于钠离子电池，可逆容量很低，仅为锂的1/10约35mAh/g，因此亟待开发 适合钠离子脱嵌的大容量负极材料。

发明内容：

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种钠离子电池用多烯基复合负极材料的制 备方法，发挥二维材料各自优势，获得优良的综合性能，制备方法简单、成本低，尤其是所 获得的多烯复合材料能量高、循环性能好。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种钠离子电池用多烯基复合负极材料的制备方法，按照以下步骤进行：

(1)以天然石墨为原料，采用Hummers法制备氧化石墨；

(2)取氧化石墨，溶于去离子水中，配置氧化石墨溶液，氧化石墨溶液质量浓度为5～50％， 然后超声剥离，获得氧化石墨烯溶液；

(3)称取类石墨烯二维材料，分散于氧化石墨烯溶液中，并加入表面活性剂，超声分散均 匀，获得均匀溶液，其中，所述的类石墨烯二维材料的加入量为氧化石墨烯溶液质量的5～50％， 所述的表面活性剂加入量为氧化石墨烯溶液质量的0.05～5％；

(4)将均匀溶液进行烘干处理后，再进行炭包覆，制得钠离子电池用多烯基复合负极材料。

所述的步骤(1)中，天然石墨为晶质(鳞片状)石墨或隐晶质(土状)石墨中的一种或两种混 合；

所述的步骤(2)中，超声剥离功率为200～2000W，时间为3～24h。

所述的步骤(3)中，类石墨烯二维材料为磷烯、锗烯、硅烯、二维MoS₂、二维BN、二维WS₂和二维C₃N₄中的一种或多种混合。

所述的步骤(3)中，表面活性剂为磷脂、胆碱、蛋白质、脂肪肤、脂肪酸、十二烷基硫酸 钠、十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、石油磺酸钠、烷基苯磺酸钠、木质素磺酸钠和脂 肪醇聚氧乙烯醚硫酸酯盐中的一种或多种混合。