一种纳米锑/石墨烯材料复合材料的制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN116031392A(43)申请公布日2023.04.28(21)申请号202310136448.5B82Y30/00(2011.01)(22)申请日2023.02.20B82Y40/00(2011.01)C01B32/184(2017.01)(71)申请人兰州宏彬新能源发展有限公司地址730314甘肃省兰州市兰州新区秦川园区战略性新兴产业孵化基地622室(72)发明人王武强马冬梁桐灿刘壮张明岳余国明谭铝光(74)专利代理机构兰州智和专利代理事务所(普通合伙)62201专利代理师张英荷(51)Int.Cl.H01M4/36(2006.01)H01M4/38(2006.01)H01M4/62(2006.01)H01M10/054(2010.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称一种纳米锑/石墨烯材料复合材料的制备方法(57)摘要本发明公开了一种纳米锑/石墨烯材料复合材料的制备方法，是将氧化锑、氧化石墨烯、还原剂研磨混合均匀后经一步高温热解而得，其具体制备工艺为：将氧化锑与氧化石墨烯及还原剂经机械研磨混合，得到氧化锑/氧化石墨烯/还原剂混合物；再将所得混合物在高温炉下于200~600℃热处理1~10h，得到前体产物，然后将前体产物经水洗、烘干，得到纳米锑/石墨烯复合材料。本发明将氧化锑、氧化石墨烯、还原剂直接混合后经一步高温热解而得，其制备工艺简单，条件温和，工艺成本低，不利于大规模商业使用；制备的纳米锑/石墨烯复合材料作为钠离子电池负极材料，展现出优异的循环稳定性。CN116031392ACN116031392A权利要求书1/1页1.一种纳米锑/石墨烯复合材料的制备方法，是将氧化锑与氧化石墨烯及还原剂经机械研磨混合，得到氧化锑/氧化石墨烯/还原剂混合物；再将所得混合物在高温炉下于200~600℃热处理1~10h，得到前体产物，然后将前体产物经水洗、烘干，得到纳米锑/石墨烯复合材料。2.如权利要求1所述一种纳米锑/石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于：所述氧化锑为三氧化二锑（Sb2O3）、五氧化二锑（Sb2O5）、六氧化四锑（Sb4O6）、十三氧化六锑（Sb6O13）。3.如权利要求1所述一种纳米锑/石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于：所述氧化石墨烯为改性Hummers制备的工业品。4.如权利要求1所述一种纳米锑/石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于：所述还原剂为氢化铝锂（LiAlH4）、硼氢化锌（Zn(BH4)2）、抗坏血酸、硼氢化钠（NaBH4）、硼氢化钠（KBH4）。5.如权利要求1所述一种纳米锑/石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于：所述氧化锑与氧化石墨烯的质量比为5:1~1:5。6.如权利要求1所述一种纳米锑/石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于：还原剂与氧化锑的质量比为1:1~1:7。7.如权利要求1所述一种纳米锑/石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于：所述研磨时间为1~12h。2CN116031392A说明书1/4页一种纳米锑/石墨烯材料复合材料的制备方法技术领域[0001]本发明涉及一种用于钠离子电池负极材料的锑/石墨烯复合负极材料及其制备方法，属于复合材料领域和新能源材料制备领域。背景技术[0002]锂离子电池的大规模发展导致全球锂资源告急，因为锂在地壳中存量有限（自然储量为1100万吨），约占地壳储量的0.0065%。相比锂资源而言，钠储量十分丰富，约占地壳储量的2.64%，且分布广泛、提炼简单。同时，钠和锂在元素周期表中属于同一主族，因而具有相似的化学性质，所以发展钠离子电池将有积极的意义。因此，将锂离子电池电极材料直接应用到钠离子电池电极材料是科学研究的捷径。[0003]目前，商业化的锂/钠离子电池负极是以石墨为代表的碳材料，其具有循环性能稳定、安全性能高和成本低廉等优点，但理论容量较低，仅为372mA·h/g，且目前通过改性人造石墨容量基本接近理论容量，因此，以石墨为代表的传统负极材料越来越难以满足社会需求，开发新一代高比容量锂离子电池负极材料显得迫在眉睫。Sb也是一种极具吸引力的Na离子电池（SIB）负极材料，甚至是LIB的替代品。但是，由于Sb的导电性较低，体积膨胀较大，最终导致颗粒粉碎，失去电接触，容量迅速衰减，严重限制了其实际的长期应用。为了解决这一问题，通过制造复合材料来很好地缓解其体积变化，如碳材料，它可以提供良好的导电性，并可以缓冲由充放电过程引起的大体积变化。在各种碳材料中，还原氧化石墨烯（rGO）已经被证实是一种理想的材料，可以提供必要的电子路径，促进钠离子的快速扩散，并且由于其优异的导电性、化学稳定性，稳定的机械稳定性和高的比表面积，可以作为缓冲剂来缓解体积膨胀。CN201910537180公开了一种锑/