石墨烯基钠离子电池负极材料的制备方法.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CN114229914A(43)申请公布日2022.03.25(21)申请号202111259960.6H01M4/1393(2010.01)(22)申请日2021.10.28H01M4/583(2010.01)(71)申请人广东邦普循环科技有限公司地址528137广东省佛山市三水区乐平镇智信大道6号申请人湖南邦普循环科技有限公司湖南邦普汽车循环有限公司(72)发明人余海军谢英豪李爱霞张学梅李长东(74)专利代理机构广州嘉权专利商标事务所有限公司44205代理人吴静均(51)Int.Cl.C01G51/04(2006.01)C01B32/198(2017.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称石墨烯基钠离子电池负极材料的制备方法(57)摘要本发明公开了一种石墨烯基钠离子电池负极材料的制备方法，包括将氧化石墨烯加入到无水乙醇中，在一定温度下超声处理，得到氧化石墨烯醇分散液，再配制六硝基合钴酸钠溶液，向六硝基合钴酸钠溶液中加入氧化石墨烯醇分散液，固液分离得到固体物，将固体物隔绝氧气进行煅烧，经洗涤和干燥即得石墨烯基钠离子电池负极材料。本发明通过氧化石墨烯醇分散液对六硝基合钴酸钠进行醇析，再利用下一步的烧结，制备目标产物，六硝基合钴酸钠中含有大量的硝基，通过六硝基合钴酸钠对氧化石墨烯进行掺杂氮，同时又混入了一氧化钴，提升了材料的比容量和循环性能。CN114229914ACN114229914A权利要求书1/1页1.一种石墨烯基钠离子电池负极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将氧化石墨烯加入到无水乙醇中，在一定温度下超声处理，得到氧化石墨烯醇分散液；将硝酸钴和亚硝酸钠加入水中溶解，得到溶液A；向所述溶液A中加入乙酸，再加入过氧化氢进行反应，反应后固液分离得到溶液B；向所述溶液B中加入所述氧化石墨烯醇分散液，固液分离得到固体物，将所述固体物隔绝氧气进行煅烧，经洗涤和干燥即得所述石墨烯基钠离子电池负极材料。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述超声处理在30‑60℃下进行；所述超声处理的时间为30‑240min。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述无水乙醇与氧化石墨烯的液固比为1mL：(0.05‑0.2)g。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述溶液A中钴离子的浓度为1‑2mol/L，亚硝酸钠的浓度为8‑12mol/L。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述乙酸的质量浓度为50‑60％，乙酸加入量与溶液A的体积比为(1‑2)：5。6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述过氧化氢的质量浓度为25‑35％，过氧化氢加入量与溶液A的体积比为(1‑2)：5。7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述固体物在煅烧前，还采用无水乙醇进行洗涤。8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述氧化石墨烯醇分散液的体积与溶液B的体积之比为(1.5‑4)：19.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述煅烧的温度为500‑800℃；煅烧的时间为2‑8h。10.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述固液分离采用离心分离。2CN114229914A说明书1/4页石墨烯基钠离子电池负极材料的制备方法技术领域[0001]本发明属于钠离子电池技术领域，具体涉及一种石墨烯基钠离子电池负极材料的制备方法。背景技术[0002]钠与锂属于同一主族，具有很多相似的化学性质，锂离子电池以其高比能的特点优于钠离子电池而迅速发展起来，钠离子电池的研究相当缓慢。近年来，随着大规模储能和电动汽车的发展，钠离子电池由于其原料丰富、成本低的特点，重新受到关注，成为替代锂离子电池的选择之一。钠离子电池的正极材料借鉴了锂离子电池的研究成果，取得了很大的进展。[0003]目前石墨烯在电化学方面主要用于超级电容器和锂离子电池。传统的锂离子电池通常采用石墨作为负极材料，石墨的理论比容量较低(372mAh/g)，已经不再适用于能源动力和新兴电子产品的要求。因此，作为最具有潜力的碳源材料，石墨烯得到了大量的研究。与传统石墨相比，石墨烯的完美二维结构具有更大的比表面积，这使得锂离子的嵌入和脱出变得更加容易，从而保证了锂离子电池更高的容量(理论容量740～780mAh/g)和能量密度。另外，由于石墨烯较高的电导率及较短的锂离子扩散路径，因此在一定程度上同时提高了电池的倍率性能。[0004]石墨作为锂离子电池负极材料具有优异的循环性能和较高的比容量，但是作为钠离子电池负极时比容量仅为35mAh/g，无法作为钠离子电池负极。[0005]钠离子电池负极材料作为钠离子电池的储钠主体，在充放电的过程中，实现钠离子的嵌入/脱出。因此，负极材料的