[发明专利]一种Ni掺杂SnS2钠离子电池负极材料及其制备方法

说明书

本发明公开一种Ni掺杂SnS₂钠离子电池负极材料及其制备方法，制备方法包括：1)将SnCl₄·5H₂O和NaS·9H₂O溶于等量去离子水中，其中，元素摩尔比n_Sn:n_S＝(1.0～2.5):(2.0～4.3)；2)将步骤1)配制的两个溶液混合并加入镍；3)将步骤2)所得混合溶液放入均相水热反应釜密封，均相水热反应至结束；4)待反应结束后，取出前驱体，洗涤得到黄褐色前驱体，然后冷冻干燥得到Ni掺杂SnS₂钠离子电池负极材料。本发明制备方法具有制备成本低、操作简单、制备周期短的特点，所制备的纳米片状SnS₂钠离子电池纳米负极材料应用于钠离子电池负极具有优异的充放电倍率性能。

技术领域

本发明涉及钠离子电池技术领域，特别涉及一种钠离子电池负极材料及其制备方法。

背景技术

钠离子电池是一种新型电化学电源，具有原材料资源丰富、成本较低、比容量和效率较高等优点，较为符合规模化储能应用要求，在提升大规模可再生能源并网接入能力、提高电能使用效率和电能质量方面具有应用潜力，同时由于其比容量高、质量轻、寿命长和无记忆性等显著优势，在航空航天、混合电动汽车以及便携式电子设备等领域也具有广泛的应用。在这一背景下，钠离子电池近年来引起全世界范围内的广泛关注，关键材料和相关技术研究进展迅速。但是相对锂离子而言，钠离子具有较大的离子半径(0.102nm vs.0.076nmof Li)，这使得寻找合适的嵌钠材料具有一定难度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种Ni掺杂SnS₂钠离子电池负极材料及其制备方法，其制备成本低、操作简单、制备周期短，获得的Ni掺杂SnS₂钠离子电池负极材料性能优异。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种Ni掺杂SnS₂钠离子电池负极材料的制备方法，包括以下步骤：

1)将SnCl₄·5H₂O和NaS·9H₂O溶于等量去离子水中，分别配制成溶液A和溶液B，溶液 A和溶液B按元素摩尔比n_Sn:n_S＝(1.0～2.5):(2.0～4.3)；

2)在磁力搅拌作用下将B溶液逐滴加入A溶液中，持续搅拌成均匀混合溶液C，在磁力搅拌作用下按元素摩尔比m_Sn:m_Ni＝(16～25):1将镍加入混合溶液C；

3)将混合溶液C放入均相水热反应釜密封，均相水热反应至结束；

4)待反应结束后，取出前驱体，洗涤得到黄褐色前驱体，然后冷冻干燥得到Ni掺杂SnS₂钠离子电池负极材料。

进一步的，步骤1)中，溶液A中Sn的浓度为0.5～1.2mol/L。

进一步的，步骤2)中所加入的镍为泡沫镍，磁力搅拌至泡沫镍完全润湿。

进一步的，步骤3)中填充比控制在40％～60％，应温度控制在100～200℃，反应时间控制在8～20h。

进一步的，步骤4)中洗涤具体为采用去离子水和无水乙醇分别离心洗涤2～3次；冷冻干燥具体为：将所制备的前驱体在冷冻干燥机的冷冻室零下50-60℃冷冻4-5h，然后在真空干燥室室温下干燥10-12h。

进一步的，Ni掺杂SnS₂钠离子电池负极材料为颗粒组装的纳米片状结构。