[发明专利]一种含钠硫氧的锂电池阳极材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种锂电池材料，特别是一种含钠硫氧的锂电池阳极材料的制备方法，属于能源材料技术领域。

背景技术

锂电池凭借自身污染小、寿命长、功率高等优点已经成为电池市场的宠儿。其应用也已经扩展到了笔记本电脑、移动电话、电动汽车等很多领域。然而，随着对锂电池研究的深入，人们认识到，由于商业化锂电池的碳阳极的电极电势与金属锂的电极电势很接近，在大电流充电情况下，在碳阳极材料表面容易生成锂“枝晶”，而锂“枝晶”在一些特定情况下有可能刺破隔膜，引发短路造成安全隐患。因而开发新型的锂电池阳极材料已经成为目前锂电池领域的研究热点问题之一。目前，新开发的锂电池阳极材料主要有三类，即含锂盐的过渡金属氧化物如钛酸锂，金属单质如锡，以及金属氧化物如氧化铁等。然而新开发出来的锂电池阳极材料普遍存在容量衰减过快、循环性差等缺点。因而，研发新型的锂电池阳极材料仍是目前锂电池研究领域的热点问题之一。现有技术和文献中未见有关只含钠硫氧锂电池阳极材料的制备及其研究的报道。

本发明的目的是提供一种含钠硫氧的锂电池阳极材料的制备方法。

本发明采取的技术方案是这样的。一种含钠硫氧的锂电池阳极材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）材料准备

将硫代硫酸钠与亚硫酸钠、氯化钠、硫酸钠、硫化钠中的一种按质量比为

1:（0.5～6）进行称量混合，然后将得到的混合物研磨15～30分钟；

（2）制备

称取上述研磨好混合物在50～150℃下烘干6～24小时，随后继续研磨

10～40分钟，得到产品。

本发明的方法中，原材料可以是硫代硫酸钠与亚硫酸钠、氯化钠、硫酸钠、硫化钠中的一种。

本发明取得的有益效果如下：本发明工艺简单，只需用混合研磨烘干的工序就制备出了一种价格低廉、具有一定容量一定循环性能的锂电池阳极材料。

附图说明

图1为利用本发明制备的材料与单质锂片构成的半电池在100mAg^-1电流密度下的首次充放电曲线。

图2为制备的材料与单质锂片构成的半电池在100mAg^-1电流密度下的放电比容量与循环圈数间的关系图。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明。

实施例1

将硫代硫酸钠与硫酸钠按质量比为1:0.6进行称量混合，研磨20分钟，然后称取上述物质5g，在100℃下烘干6小时，随后研磨10分钟，得到产品。即为含钠硫氧的锂电池阳极材料。

将m_{（活性物质粉末）}：m_{（乙炔黑）}：m_{（聚偏氟乙烯）}=8:1:1称量，并在玛瑙研钵中混合均匀，之后滴加适量的N-甲基吡咯烷酮调制成膏，用玻璃片均匀地压抹在铜箔上放入真空干燥箱中抽真空，进行真空干燥。降温后作为电池正极，负极为锂片，用聚丙烯2400作为隔膜，电解液为含1 mol/L 的LiPF₆有机电解液。在充满高纯氮气的手套箱（南京南大仪器厂ZKX型）中组装成半电池。

参见图1，所制备的材料与单质锂片构成的半电池在100mAg^-1电流密度下的首次充放电曲线。可见，该材料在100mAg^-1电流密度下的首次放电比容量为45.6mAhg^-1。

参见图2，所制备的材料与单质锂片构成的半电池在100mAg^-1电流密度下的放电比容量循环图。可见循环20圈后，电池容量依然维持在30.3mAhg^-1。以上结果说明，虽然该材料的放电容量比较低，但该材料依然可用作锂电池阳极材料使用。也就是说，该材料有可能在心脏起搏器等特殊领域作为微锂电池材料使用。

实施例2

将硫代硫酸钠与亚硫酸钠按质量比为1:1进行称量混合，研磨25分钟，然后称取上述物质5g，在60℃下烘干12小时，随后研磨20分钟，即得到含钠硫氧的锂电池阳极材料。

实施例3

将硫代硫酸钠与氯化钠按质量比为1:2进行称量混合，研磨18分钟，然后称取上述物质10g，在80℃下烘干8小时，随后研磨20分钟，即得到含钠硫氧的锂电池阳极材料。

实施例4

将硫代硫酸钠与硫酸钠按质量比为1:3进行称量混合，研磨20分钟，然后称取上述物质8g，在100℃下烘干6小时。随后研磨30分钟，即得到含钠硫氧的锂电池阳极材料。

实施例5