[发明专利]一种负载不同形貌五氧化二锑碳布材料的制备方法及其在钠离子电池负极的应用

说明书

本发明公开了一种负载不同形貌五氧化二锑碳布材料的制备方法及其在钠离子电池负极的应用，将碳布清洗去除表面杂质后进行阳极氧化，洗涤后干燥；将三氯化锑加入到无水乙醇中，得三氯化锑溶液；向三氯化锑溶液中逐渐加入氢氧化钠溶液并搅拌直至生成悬浊液，将阳极氧化后的碳布置入悬浊液浸泡后取出烘干；向浸泡碳布后的悬浊液中加入强碱溶液调节pH，得混合液，烘干后的碳布置入混合液中浸渍；将混合液和碳布转至反应釜内水热反应，冷却至室温；取出碳布并清洗后烘干，得负载不同形貌五氧化二锑碳布作钠离子电池负极材料。其工艺简单、耗时短及在碳布上可控生成不同形貌五氧化二锑。

技术领域

本发明属于柔性储能材料技术领域，涉及一种负载不同形貌五氧化二锑碳布材料的制备方法及其在钠离子电池负极的应用。

背景技术

电池作为一种电化学储能器件，被广泛应用于社会生活中的各个方面。目前应用最广的是锂离子电池，随着锂资源的大量开采，不得不考虑其储量问题。因此，资源丰富且成本较低的钠离子电池受到人们的广泛关注，有望成为继锂离子电池之后的又一能源存储器件。电池最主要的部分是电池的正负极，其电化学性能直接影响全电池的性能，因此，对钠离子电池负极材料的深入研究极为重要。钠离子电池负极材料主要包括碳基负极、钛基负极和合金类负极等。其中合金类负极的理论容量高于前两者，成为最吸引研究者的地方。在合金类负极中锑基氧化物作钠离子电池负极表现出优异的电化学性能。其作为功能材料都是结构敏感的，不同的形貌必然表现出不同的性能。

目前，锑基氧化物中对Sb₂O₃形貌的可控合成的报道比较多，YeCH等通过改变十六烷基三甲基溴化铵的浓度控制合成不同形貌的Sb₂O₃纳米产物(Controlled synthesis ofSb₂O₃ nanoparticles,nanowires,and nanoribbons[J].Journal of Nanomaterials,2006,2006:1-5)。GeSS等通过水热法获得中空纺锤体和鹅卵石微观结构的Sb₂O₃粉体。(Hydrothermal synthesis of morphology-controllable Sb₂O₃ microstructures:hollow spindle-like and cobblestone-like microstructures[J].Applied SurfaceScience,2011,257(8):3657-3665)。然而，上述方法中都涉及使用表面活性剂来改变Sb₂O₃形貌问题，工艺复杂。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种工艺简单、耗时短和可控生成不同形貌五氧化二锑的负载不同形貌五氧化二锑碳布材料的制备方法及其在钠离子电池负极的应用。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种负载不同形貌五氧化二锑碳布材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：将碳布清洗去除表面杂质后进行阳极氧化，洗涤后干燥；

步骤2：将0.3～1.1g三氯化锑加入到20～40mL无水乙醇中，得三氯化锑溶液；向三氯化锑溶液中逐渐加入氢氧化钠溶液并搅拌直至生成悬浊液，将阳极氧化后的碳布置入悬浊液浸泡后取出烘干；

步骤3：向浸泡碳布后的悬浊液中加入氢氧化钠溶液调节pH至8～14，得混合液，烘干后的碳布置入混合液中浸渍；将混合液和碳布转至反应釜内在150～180℃下水热反应，冷却至室温；取出碳布并清洗后烘干，得负载不同形貌五氧化二锑碳布。

进一步的，步骤1中清洗为采用丙酮清洗。

进一步的，步骤1中阳极氧化为以18～25g/L的磷酸二氢铵为电解质在电解电压为5～10V下电解2～15min。