[发明专利]一种片层钠离子电池负极材料及其制备方法

说明书

本发明提供一种片层钠离子电池负极材料及其制备方法，主要涉及钠离子电池技术领域，包括以下步骤，S1.制备尖晶石类型的N i MnOsubgt;3/subgt;；S2.将尖晶石类型的N i MnOsubgt;3/subgt;低温预烧后再进行加热反应得到N i/MnCOsubgt;3/subgt;。本发明钠离子电池负极材料的制备方法通过以尖晶石型的N i MnOsubgt;3/subgt;为前驱体，空气中烧结吸收空气中的COsubgt;2/subgt;，衍生得到的片层组装的负极材料N i/MnCOsubgt;3/subgt;，其片层的形貌结构可大大缓解钠离子嵌入脱出引发的应力集中导致的体积膨胀，维护材料结构稳定。

技术领域

本发明主要涉及钠离子电池技术领域，具体涉及一种片层钠离子电池负极材料及其制备方法。

背景技术

科技文明的进步促使人们对电力的需求进一步扩大，比如电动汽车、3C产品、家居等领域，因此对电的生产产生巨大压力。目前国内电的生产还是主要依靠煤、石油、天然气等化石能源，但是这些能源不仅都不可再生，而且过度使用还为生态环境带来了巨大破坏。开发和规模化应用风能、太阳能和潮汐能等新型能源，利用新型技术把新型能源转换成人们便以利用的“电”势在必行。

当下，储能系统中应用最广的应是电化学储能系统，因为其成本低、高安全和便捷性。有限的锂资源和其分布不均的现状限制了锂电池的发展，储能市场容量的不断扩大更是加剧了锂电池的成本居高不下，进一步阻碍商业化进程。钠资源不仅全球储量丰富，分布均匀，开采成本更低，而且以钠离子为中介的钠离子电池储能原理与生产工艺与锂电池高度相似，在低温性能、快速充放、环境适应性等方面有着独特的优势，因此钠离子电池被认为是未来有潜力成为产业化和商业化的新型储能系统，成为锂电池的增补或替代。

中国专利CN 113675398 A专利公布了利用两步水热反应制备NiMnO3/MnCo2S4复合物负极材料，引入间苯二甲酸，得到高比表面积、高孔隙率的NiMnO3；再将其与纳米级别的MnCo2S4复合，保证了其高度分散。但该材料在作为锂电负极时，展现了比容量较低、循环不稳定等缺陷。

CN103337604 A专利公布了空心球形NiMn2O4锂离子电池负极材料及制备方法。基于“柯肯达尔效应”通过高温固相反应方法就可直接获得。该材料为空心球，粒径大约为1-3um。多孔球壳有利于电解液的渗透，缩短了锂离子的扩散路程，作为锂离子电池负极材料具有优良的电化学循环稳定性和倍率性能。但该材料在作为锂电负极时，仅能在小电流下循环248周，而且展现了较低的比容量和稳定性以及较差的倍率性能。

负极材料作为钠离子电池的枢纽，承担钠离子的存储与脱出，直接影响着电池的性能表现。钠离子电池负极材料主要包括碳材料、合金和金属化合物等。其中，转换类型的金属化和物因其易制备、高的理论比容量和安全性受到广泛研究。但在钠离子电池中的应用也表现出一些问题：1、大半径的钠离子持续性的脱嵌易导致大的体积膨胀，造成电极结构破坏，表现出较差的循环稳定性；2、一些化合物表现出较低的比容量等。因此，制备特殊结构和形状的新型电极材料对于维护材料和电极结构稳定对于提升电池能量密度，延长使用寿命是有效的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种片层钠离子电池负极材料及其制备方法，解决现有技术中大半径的钠离子持续性的脱嵌易导致大的体积膨胀，造成电极结构破坏，表现出较差的循环稳定性的技术问题。

本发明公开了一种片层钠离子电池负极材料的制备方法，包括以下步骤，S1.制备尖晶石类型的NiMnO₃；

S2.将尖晶石类型的NiMnO₃低温预烧后再进行加热反应得到Ni/MnCO₃。

进一步的，所述尖晶石类型的NiMnO₃制备策略为溶剂热路径。