一种钠离子电池过渡金属磷化物/多孔碳负极复合材料及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN105895886A(43)申请公布日2016.08.24(21)申请号201610452201.4H01M4/62(2006.01)(22)申请日2016.06.21B82Y30/00(2011.01)H01M10/054(2010.01)(71)申请人中南大学地址410083湖南省长沙市岳麓区麓山南路932号(72)发明人张治安史晓东陈晓彬尹盟李天凡解豪潘迪李天伟于航(74)专利代理机构长沙市融智专利事务所43114代理人魏娟(51)Int.Cl.H01M4/36(2006.01)H01M4/583(2010.01)H01M4/58(2010.01)权利要求书1页说明书7页附图3页(54)发明名称一种钠离子电池过渡金属磷化物/多孔碳负极复合材料及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种钠离子电池过渡金属磷化物/多孔碳负极复合材料及其制备方法；该复合材料由过渡金属磷化物纳米颗粒弥散分布在多孔碳材料内部构成，其制备过程为将过渡金属盐与有机配体通过原位生长法制备过渡金属有机框架结构；将所述过渡金属有机框架结构与磷源分别置于管式炉的两端，加热管式炉，同时从放置无机磷源的管式炉一端通入流动性惰性气体，进行热处理；热处理产物依次经过洗涤、干燥，即得；制得的过渡金属磷化物/多孔碳复合材料用作钠离子电池负极材料具有高比容量以及良好的倍率性能，且其制备方法简单，成本低廉，具有广阔的工业化应用前景。CN105895886ACN105895886A权利要求书1/1页1.一种钠离子电池过渡金属磷化物/多孔碳负极复合材料，其特征在于：由过渡金属磷化物纳米颗粒弥散分布在多孔碳材料内部构成。2.根据权利要求1所述的钠离子电池过渡金属磷化物/多孔碳负极复合材料，其特征在于：所述的过渡金属磷化物纳米颗粒的质量百分比含量为75～95％；所述的过渡金属磷化物纳米颗粒尺寸为50～300nm；所述的多孔碳材料具有无定形的疏松多孔结构。3.根据权利要求1或2所述的钠离子电池过渡金属磷化物/多孔碳负极复合材料，其特征在于：所述的过渡金属磷化物为锌、钴、铜、铁中至少一种的磷化合物。4.制备权利要求1～3任一项所述的钠离子电池过渡金属磷化物/多孔碳负极复合材料的方法，其特征在于：将过渡金属盐与有机配体通过原位生长法制备过渡金属有机框架结构；将所述过渡金属有机框架结构与磷源分别置于管式炉的两端，加热所述管式炉至300～700℃，同时从放置无机磷源的管式炉一端通入流动性惰性气体，进行热处理；热处理产物依次经过洗涤、干燥，即得。5.根据权利要求4所述的制备钠离子电池过渡金属磷化物/多孔碳负极复合材料的方法，其特征在于：所述过渡金属盐与有机配体在有机溶剂介质中搅拌反应12～24h；或者，所述过渡金属盐与有机配体在有机溶剂介质中，于150～200℃温度下进行水热反应12～24h。6.根据权利要求5所述的制备钠离子电池过渡金属磷化物/多孔碳负极复合材料的方法，其特征在于：所述过渡金属盐与有机配体的摩尔比为1:5～1:10；所述过渡金属盐与有机溶剂的摩尔比为1:500～1:800。7.根据权利要求6所述的制备钠离子电池过渡金属磷化物/多孔碳负极复合材料的方法，其特征在于：所述的过渡金属盐为硝酸锌、硫酸锌、乙酸锌、氯化锌、硝酸钴、硫酸钴、乙酸钴、氯化钴、硝酸铜、硫酸铜、乙酸铜、氯化铜、硝酸铁、硫酸铁、乙酸铁、氯化铁中的至少一种；所述的有机配体为2-甲基咪唑、1,4-对苯二甲酸、1,3,5-均苯三甲酸中的至少一种；所述的有机溶剂为甲醇、二甲基甲酰胺、乙醇中的至少一种。8.根据权利要求4所述的制备钠离子电池过渡金属磷化物/多孔碳负极复合材料的方法，其特征在于：所述过渡金属有机框架结构与磷源的质量比为5:1～1:5。9.根据权利要求8所述的制备钠离子电池过渡金属磷化物/多孔碳负极复合材料的方法，其特征在于：所述的磷源为次磷酸二氢钠、次磷酸二氢铵、亚磷酸二氢钠、亚磷酸二氢铵中的至少一种。10.根据权利要求4所述的制备钠离子电池过渡金属磷化物/多孔碳负极复合材料的方法，其特征在于：所述热处理的时间为3～9h。2CN105895886A说明书1/7页一种钠离子电池过渡金属磷化物/多孔碳负极复合材料及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及一种钠离子电池负极材料及其制备方法，特别涉及一种钠离子电池过渡金属磷化物/多孔碳负极复合材料及制备方法，属于钠离子电池领域。背景技术[0002]自从上世纪80年代新型化学电源锂离子电池问世以来，作为第三代可充电电池具有比能量高、循环性稳定、工作电压高、使用寿命长和环境污染小等优点而备受关注，并且广泛应用于混合动力汽车以及移动电子设备。然而，由于锂元素在地壳中的元素含量相对较少，因此有必要开发