一种Co-Sb复合硬碳材料及其制备方法、负极极片和应用.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115939353A(43)申请公布日2023.04.07(21)申请号202211651109.2H01M4/62(2006.01)(22)申请日2022.12.21(71)申请人蜂巢能源科技股份有限公司地址213200江苏省常州市金坛区鑫城大道8899号(72)发明人徐昌盛赵晓锋李春如(74)专利代理机构北京超凡宏宇专利代理事务所(特殊普通合伙)11463专利代理师王焕(51)Int.Cl.H01M4/36(2006.01)H01M4/587(2010.01)H01M10/054(2010.01)H01M10/0525(2010.01)H01M4/133(2010.01)权利要求书2页说明书7页附图2页(54)发明名称一种Co-Sb复合硬碳材料及其制备方法、负极极片和应用(57)摘要本发明涉及电池负极材料技术领域，具体而言，涉及Co‑Sb复合硬碳材料及其制备方法、负极极片和应用。该方法先将Co源、Sb源结合，得到Co‑Sb材料，再以Co‑Sb材料为核的基础上，沉积包覆有机碳，最后碳化得到Co‑Sb复合硬碳材料，该方法简单、易于实现，将具有电催化作用的Co元素与Sb复合，再复合碳材料，有利于负极材料产生优异的电化学性能。该材料作为负极材料，可改善负极材料容量有限的问题，提升其可逆容量，同时其在充放电循环过程中仍具有优异的稳定性和较好的快充快放能力，提升电池的整体电性能。CN115939353ACN115939353A权利要求书1/2页1.一种Co‑Sb复合硬碳材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(a)将Co源、Sb源和络合剂混合、搅拌，得到Co‑Sb的前驱体，干燥、煅烧所述前驱体，得到Co‑Sb材料；(b)在所述Co‑Sb材料的分散液中加入表面活性剂、pH调节剂、酚类化合物和甲醛溶液，搅拌进行反应，然后将固体部分清洗、干燥、煅烧得到Co‑Sb复合硬碳材料；所述酚类化合物包括邻苯二酚和/或间苯二酚。2.根据权利要求1所述的Co‑Sb复合硬碳材料的制备方法，其特征在于，在步骤(a)中，包含以下特征(1)至(4)中的至少一种：(1)所述Co源包括氯化钴、硝酸钴、溴化钴、乙酸钴、碳酸钴、氢氧化钴和氧化钴中的至少一种；(2)所述Sb源包括氯化锑和/或乙酸锑；(3)所述Co源与所述Sb源的质量比为1:4～6；(4)所述络合剂包括氢氧化铵、碳酸铵、碳酸氢铵、氯化铵、氟化铵、乙二胺四乙酸、乙二胺、甲胺和二甲胺中的至少一种。3.根据权利要求1所述的Co‑Sb复合硬碳材料的制备方法，其特征在于，在步骤(a)中，包含以下特征(1)至(4)中的至少一种：(1)所述干燥的温度为180～220℃；(2)所述干燥的时间8～10h；(3)所述煅烧的温度为600～800℃；(4)所述煅烧的时间为6～8h；(5)所述煅烧的升温速率为5～8℃/min。4.根据权利要求1所述的Co‑Sb复合硬碳材料的制备方法，其特征在于，在步骤(b)中，包含以下特征(1)至(3)中的至少一种：(1)所述表面活性剂包括十六烷基三甲基溴化铵、十六烷基二甲基氯化铵、十八烷基三甲基氯化铵和十二烷基二甲基氧化胺中的至少一种；(2)所述pH调节剂包括氨水、碳酸钠和碳酸氢钠中的至少一种；(3)所述表面活性剂的添加量为每克所述Co‑Sb材料对应加入0.06～0.1mmoL表面活性剂。5.根据权利要求1所述的Co‑Sb复合硬碳材料的制备方法，其特征在于，在步骤(b)中，包含以下特征(1)至(3)中的至少一种：(1)所述酚类化合物的添加量为：每克所述Co‑Sb材料对应添加0.4～0.6g所述酚类化合物；(2)每克所述Co‑Sb材料对应添加所述甲醛溶液0.6～0.8mL；(3)所述甲醛溶液的浓度为：13～14mol/L。6.根据权利要求1所述的Co‑Sb复合硬碳材料的制备方法，其特征在于，在步骤(b)中，包含以下特征(1)至(4)中的至少一种：(1)所述干燥的温度为70～80℃；(2)所述干燥为空气干燥；(3)所述煅烧的温度为500～550℃；2CN115939353A权利要求书2/2页(4)所述煅烧的时间为3～4小时。7.一种Co‑Sb复合硬碳材料，由如权利要求1‑6任一项所述的一种Co‑Sb复合硬碳材料的制备方法制得。8.一种负极极片，包括如权利要求7所述的Co‑Sb复合硬碳材料。9.根据权利要求8所述的负极极片在钠离子电池中的应用。10.根据权利要求8所述的负极极片在锂离子电池中的应用。3CN115939353A说明书1/7页一种Co‑Sb复合硬碳材料及其制备方法、负极极片和应用技术领域[0001]本发明涉及电池负极材料技术领域，具体而言，涉及Co‑Sb复合硬碳材料及其制备方法、负极极片和应用。背景技术[0002]硬碳作为电池