[发明专利]一种电场调控选择结晶合成钙钛矿NaTaO3钠离子电池负极材料及其制备方法

摘要

一种电场调控选择结晶合成钙钛矿NaTaO3钠离子电池负极材料及其制备方法，其特征为利用在高温固相反应时施加特定方向的电场改变具有晶格缺陷晶体的结晶特性，沿电场方向生长形成柱状外形颗粒；同时柱状外形颗粒表面的非均匀结晶而在表面曲率半径大部位不均匀地粘附烧结助剂而部分粘结成为连续多孔形貌；这样的形貌有利于降低晶界阻力，提高钠离子在晶格中的运动能力；形成连续的电子迁移网络，降低电子迁移阻力；增加与电解液的接触面积，加快电解液与晶格中的钠离子迁移能力及氧化还原反应的速率；这样的结构还具有一定的结构刚性，为充放电过程中的材料体积变化形成缓冲从而形成高性能的钠离子电池负极材料。

主权项

一种电场调控选择结晶合成钙钛矿NaTaO3钠离子电池负极材料的制备方法，其特征为：将硝酸钠、氢氧化钽以物质的量1∶1的比例放入球磨机中，球磨子与物料的质量比为20∶1，以200‑400转/分钟的速度球磨10‑20小时；将球磨后的物料在管式炉中以2‑10℃/分钟的速度升温到800‑900℃后在管式炉的两端施加一直流电压，电压为600‑900V，在此温度下及电场下保温3‑6小时后随炉冷却至30℃；将冷却后的物料在研钵中研磨5‑15分钟，在聚四氟乙烯搅拌桨以900‑1200rpm的速度持续搅拌下浸入恒温30℃偏硼酸锂饱和溶液中，偏硼酸锂饱和溶液的质量与浸入的冷却后的物料的质量比为10∶1，持续搅拌5‑10分钟后，恒温温度降低至18‑22℃并持续搅拌5‑15分钟，其后过滤，在120‑160℃的干燥箱中干燥5‑10小时；然后将干燥后的物料在管式炉中以2‑10℃/分钟的速度升温到450‑550℃并在此温度下保温3‑5小时制得该电场调控选择结晶合成钙钛矿NaTaO3钠离子电池负极材料。