一种锡碳钠离子电池负极材料及其制备方法与应用与流程

1.本发明涉及电池技术领域，涉及一种钠离子电池负极材料的制备方法与应用，具体涉及一种锡碳钠离子电池负极材料及其制备方法与应用。


背景技术：

2.目前，锂离子电池在3c类消费电子产品、新能源电动汽车以及可再生能源储存等领域得以广泛应用。有限的锂资源、不平衡分布及其高成本，不利于其在储能领域的规模化应用。同时，商业化的锂离子电池因石墨负极的结构特性阻碍了循环性能和倍率性能的进一步提升。钠离子电池具有与锂离子电池类似的储能机制，因兼具资源丰富、成本低廉等优势有望替代锂离子电池产品。
3.钠离子负极材料是钠离子电池的重要组成部分，而碳基材料，包括硬碳、软碳、石墨烯、碳纳米管等，因来源广泛、成本低廉、电子导电性高等，是目前最具应用前景的钠离子负极材料，但这类材料具有相对较低的理论储钠容量。而金属化合物或合金类负极材料虽具有较高的理论储钠容量，但这类材料在钠离子嵌脱钠过程中会发生较大的体积变化，导致电极结构破坏和活性物质脱落，从而降低电池的循环寿命和倍率性能。例如金属钠可以和锡发生反应，生成合金化合物，从而获得有更高的能量密度。但在储钠过程中，含锡的电极材料会发生较大的体积变化，材料整体结构不稳定，从而会导致电池的电化学性能迅速衰减。
4.基于此，目前亟需一种适用于钠离子电池，且可使钠离子电池兼具高能量密度及长循环寿命的负极材料。


技术实现要素：

5.本发明提供了一种锡碳钠离子电池负极材料及其制备方法与应用，通过将碳前驱体依次经过磷酸浸渍处理、热解碳化得到多孔碳，然后利用具有吸附作用的碱性多孔碳使锡盐在多孔碳的孔隙中原位生长氧化锡，经二次煅烧得到锡碳复合材料。该锡碳复合材料可作为负极材料用于钠离子电池中，使包含该负极材料的钠离子电池兼具高能量密度以及长循环寿命。
6.为了解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案：
7.本发明第一方面提供了一种钠离子电池负极材料的制备方法，包括以下步骤：
8.(1)将碳前驱体浸渍于磷酸溶液中，然后将经上述浸渍处理后的碳前驱体进行第一次煅烧处理，得到多孔碳；
9.(2)将步骤(1)制备的多孔碳浸渍于锡盐溶液中，加热处理后得到氧化锡/碳复合材料；
10.(3)将步骤(2)制备的氧化锡/碳复合材料进行第二次煅烧处理，然后对第二次煅烧处理得到的产物进行酸洗处理，得到所述负极材料。
11.进一步地，步骤(1)中，所述碳前驱体为木素、纤维素、竹粉、沥青、葡萄糖、酚醛树
脂、柠檬酸中的一种或多种。
12.进一步地，步骤(1)中，所述磷酸溶液中磷酸的质量占比为25～50％。
13.进一步地，步骤(1)中，所述浸渍处理的温度为20-40℃，时间为12-24h。
14.进一步地，步骤(1)中，所述第一次煅烧处理在惰性气体中进行，升温速率为0.5-5℃/min，煅烧温度为1100-1500℃，煅烧时间为2-15h；所述惰性气体包括但不限于氮气、氩气、氦气中的一种或多种。
15.进一步地，在第一次煅烧处理过程中，惰性气体的流量为40-80ml/min。
16.进一步地，步骤(2)中，所述锡盐溶液的浓度为0.2-5m；所述锡盐为四氯化锡、四氯化锡水合物、二氯化锡、二氯化锡水合物的一种或多种。
17.进一步地，步骤(2)中，所述锡盐溶液由锡盐溶解于水中得到。
18.进一步地，步骤(2)中，所述加热处理的温度为40-80℃，时间为10-24h。
19.进一步地，步骤(3)中，所述第二次煅烧处理在惰性气体中进行，升温速率为5-10℃/min，煅烧温度为700-900℃，煅烧时间为2-3h；所述惰性气体包括但不限于氮气、氩气、氦气中的一种或多种。
20.进一步地，步骤(3)中，所述酸洗处理采用的酸溶液由酸与水、有机溶剂混合得到，所述酸为盐酸、硝酸、硫酸中的一种或多种。
21.本发明第二方面提供了一种负极材料，所述负极材料由第一方面所述制备方法制备得到。
22.本发明第三方面提供了一种钠离子电池，包含第二方面所述的负极材料。
23.与现有技术相比，本发明的有益效果：
24.1.本发明通过将磷酸浸渍处理后的碳前驱体进行热解碳化得到多孔碳，然后利用多孔碳的吸附作用，使多孔碳将锡盐溶液中的锡盐吸附至多孔碳的孔隙中，并利用多孔碳的碱性使锡盐在多孔碳的孔隙中原位生长氧化锡，再通过第二次煅烧处理使氧化锡被碳在高温条件下还原为锡，从而制备得到具有多孔碳支撑包裹锡结构的负极材料。该负极材料中锡的存在可提高负极材料的能量密度，而多孔碳一方面可提供连续的导电框架，提高负极材料的导电性，另一方面可作为锡合金化过程中的缓冲宿主，从而有效抑制锡的膨胀，提高负极材料的结构稳定；此外，本发明采用磷酸作为造孔剂以及p元素的掺杂剂，可进一步提高负极材料的电催化活性及储能密度。
25.2.由上述制备方法制备得到的锡碳复合材料可作为钠离子电池负极材料使用，使包含上述负极材料的钠离子电池可兼具高能量密度及长循环寿命，例如，以本发明制备的锡碳复合材料作为负极活性物质构筑的钠离子扣式半电池，其初始放电容量不低于540mah/g，首次库伦效率不低于88％，且在电流密度为50ma/g、电压区间为0～2v下进行恒流充放电测试，循环500次后的容量保持率不低于90％。
附图说明
26.图1为实施例1制备的锡碳钠离子电池负极材料的sem图。
具体实施方式
27.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的
技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。本发明所述的“包括”或“包含”，意指其除所述组分外，还可以包括或包含其他组分。本发明所述的“包括”或“包含”，还可以替换为封闭式的“为”或“由......组成”。
28.如背景技术所述，钠离子负极材料是钠离子电池的重要组成部分，其中碳基负极材料具有相对较低的理论储钠容量，而金属化合物或合金类负极材料虽具有较高的理论储钠容量，但这类材料在钠离子嵌脱钠过程中会发生较大的体积变化，导致电极结构破坏和活性物质脱落，从而降低电池的循环寿命和倍率性能。因此，有必要制备一种可使钠离子电池兼具高能量密度以及长循环寿命的负极材料。
29.为解决上述技术问题，本发明的实施例部分提供了一种钠离子电池负极材料的制备方法，包括以下步骤：
30.(1)将碳前驱体浸渍于磷酸溶液中，然后将经上述浸渍处理后的碳前驱体进行第一次煅烧处理，得到多孔碳；
31.(2)将步骤(1)制备的多孔碳浸渍于锡盐溶液中，加热处理后得到氧化锡/碳复合材料；
32.(3)将步骤(2)制备的氧化锡/碳复合材料进行第二次煅烧处理，然后对第二次煅烧处理得到的产物进行酸洗处理，得到所述负极材料。
33.本发明先将碳前驱体浸渍于磷酸溶液中(磷酸作为造孔剂以及p元素的掺杂剂，经后续热解碳化后得到的多孔碳中含有p，p作为一种优秀的氧还原反应非金属催化剂，可使p掺杂的多孔炭材料表现出优异的电催化活性，同时p的存在还可以拓宽电化学测试的电位窗口，改善负极材料的储能密度)，然后将磷酸浸渍处理后的碳前驱体进行热解碳化，得到具有多孔结构的碳材，再将制备得到的多孔碳浸渍于锡盐溶液中，基于多孔碳的吸附作用，多孔碳将多孔碳将锡盐溶液中的锡盐吸附至多孔碳的孔隙中，并利用多孔碳的碱性使锡盐在多孔碳的孔隙中原位生长氧化锡，再通过第二次煅烧处理使氧化锡被碳在高温条件下还原为锡，从而制备得到具有多孔碳支撑包裹锡结构的负极材料。该负极材料中锡的存在可提高负极材料的能量密度，而多孔碳一方面可提供连续的导电框架，提高负极材料的导电性，另一方面可作为锡合金化过程中的缓冲宿主，从而有效抑制锡的膨胀，提高负极材料的结构稳定。
34.在本发明一些优选的实施例中，步骤(1)中，碳前驱体为木素、纤维素、竹粉、沥青、葡萄糖、酚醛树脂、柠檬酸中的一种或多种。
35.在本发明一些优选的实施例中，步骤(1)中，磷酸溶液中磷酸的质量占比为25～50％，例如25％、30％、35％、40％、45％、50％等，包括但不限于上述所列举的质量占比。
36.在本发明一些优选的实施例中，步骤(1)中，浸渍处理的温度为20-40℃，例如20℃、25℃、30℃、35℃、40℃等，包括但不限于上述所列举的温度；时间为12-24h，例如12h、14h、16h、18h、20h、22h、24h等，包括但不限于上述所列举的时间。
37.在本发明一些优选的实施例中，步骤(1)中，第一次煅烧处理在惰性气体中进行，这里的惰性气体包括但不限于氮气、氩气、氦气中的一种或多种，且在第一次煅烧处理过程中惰性气体的流速控制为40-80ml/min；另外，在第一次煅烧处理过程中，控制升温速率为
0.5-5℃/min，升温至1100-1500℃进行2-15h的煅烧处理。
38.在本发明一些优选的实施例中，步骤(2)中，锡盐溶液的浓度为0.2-5m，例如0.2m、0.5m、1m、1.5m、2m、2.5m、3m、3.5m、4m、4.5m、5m等，包括但不限于上述所列举的浓度值；更具体的，上述锡盐溶液由锡盐溶解于水中得到。
39.在本发明一些优选的实施例中，步骤(2)中，锡盐为四氯化锡、四氯化锡水合物、二氯化锡、二氯化锡水合物的一种或多种。
40.在本发明一些优选的实施例中，步骤(2)中，加热处理的温度为40-80℃，例如40℃、50℃、60℃、70℃、80℃等，包括但不限于上述所列举的温度；时间为10-24h，例如10h，12h、14h、16h、18h、20h、22h、24h等，包括但不限于上述所列举的时间。通过对包含多孔碳以及锡盐的溶液体系进行加热处理，使体系中的碱性多孔碳可与锡盐充分反应，得到氧化锡/碳复合材料。
41.在本发明一些优选的实施例中，步骤(3)中，第二次煅烧处理也在惰性气体下进行，这里的惰性气体包括但不限于氮气、氩气、氦气中的一种或多种，且在第二次煅烧处理过程中惰性气体的流速控制为40-80ml/min；另外，在第二次煅烧处理过程中，控制升温速率为5-10℃/min，升温至700-900℃进行2-3h的煅烧处理。
42.在本发明一些优选的实施例中，步骤(3)中，通过酸洗处理去除杂质，这里酸洗处理采用的酸溶液由酸与水、有机溶剂混合得到，其中酸可为盐酸、硝酸、硫酸中的一种或多种；例如，将酸与乙醇、水以体积比1：0.2-1：0.2-1混合得到酸溶液。
43.另外，本发明的实施例部分还提供了一种负极材料，由上述制备方法制备得到的钠离子电池负极材料。
44.本发明的实施例部分还提供了一种钠离子电池，包含上述负极材料。
45.在本发明一些优选的实施例中，上述钠离子电池包含由上述负极材料作为负极活性物质制备的负极极片，具体为：将负极材料、导电剂与粘结剂混合制成负极浆料，涂布在负极集流体上并烘干、辊压、裁片、分条，分条后制成负极极片。其中，导电剂可选自寡壁碳纳米管、单壁碳纳米管、双壁碳纳米管、多壁碳纳米管、导电炭黑、导电石墨、石墨烯中的一种或多种；粘结剂可选自丙烯腈、偏氟乙烯、乙烯醇、羧甲基纤维素、羧甲基纤维素锂、羧甲基纤维素钠、甲基丙烯酰、丙烯酸、丙烯酸锂、丙烯酰胺、酰胺、酰亚胺、丙烯酸酯、丁苯橡胶、海藻酸钠、壳聚糖、乙二醇、瓜尔胶的单体以及上述单体的聚合物、共聚物中的一种或多种；负极集流体可选择铝箔、铜箔等。
46.下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
47.实施例1
48.本实施例涉及一种锡碳钠离子电池负极材料的制备，具体操作如下：
49.(1)称取10g纤维素浸泡于10ml 25wt％的磷酸溶液中，浸渍24h后过滤干燥，置于瓷舟并放入管式炉中，随后在氮气气体的氛围中1400℃温度煅烧3h(升温速度1℃/min，氮气流速为40ml/h)，得到多孔碳材料；
50.(2)取步骤(1)制备得到的多孔碳材料5g，放置于40ml 1m四氯化锡溶液(由四氯化锡溶于水中得到)中，60℃加热24h，过滤，从而获得氧化锡/碳的复合物；
51.(3)将步骤(2)制备得到的氧化锡/碳的复合物置于瓷舟，并放入管式炉中，随后在
氩气气体的氛围中900℃煅烧2h(氩气流速为40ml/h，升温速度为5℃/min)，得到煅烧产物，对产物进行酸洗(酸洗溶液由1m盐酸与乙醇、水以体积比为1：0.5：0.5混合得到)、干燥，得到锡碳钠离子电池负极材料。
52.对本实施例制备的锡碳钠离子电池负极材料进行sem表征，表征结果如图1所示，可观察到负极材料表面的锡粒子。
53.实施例2
54.本实施例涉及一种锡碳钠离子电池负极材料的制备，具体操作如下：
55.(1)称取10g柠檬酸浸泡于50ml 35wt％的磷酸溶液中，浸渍24h后过滤干燥，置于瓷舟并放入管式炉中，随后在氮气气体的氛围中1400℃温度煅烧3h(升温速度1℃/min，氮气流速为40ml/h)，得到多孔碳材料；
56.(2)取步骤(1)制备得到的多孔碳材料5g，放置于40ml 2m四氯化锡溶液(由四氯化锡溶于水中得到)中，60℃加热24h，过滤，从而获得氧化锡/碳的复合物；
57.(3)将步骤(2)制备得到的氧化锡/碳的复合物置于瓷舟，并放入管式炉中，随后在氩气气体的氛围中900℃煅烧2h(氩气流速为40ml/h，升温速度为10℃/min)，得到煅烧产物，对产物进行酸洗(酸洗溶液由1m盐酸与乙醇、水以体积比为1：0.5：0.5混合得到)、干燥，得到锡碳钠离子电池负极材料。
58.实施例3
59.本实施例涉及一种锡碳钠离子电池负极材料的制备，具体操作如下：
60.(1)称取10g葡萄糖浸泡于20ml 50wt％的磷酸溶液中，浸渍24h后过滤干燥，置于瓷舟并放入管式炉中，随后在氮气气体的氛围中1200℃温度煅烧3h(升温速度2℃/min，氮气流速为60ml/h)，得到多孔碳材料；
61.(2)取步骤(1)制备得到的多孔碳材料5g，放置于20ml 2m四氯化锡溶液(由四氯化锡溶于水中得到)中，60℃加热24h，过滤，从而获得氧化锡/碳的复合物；
62.(3)将步骤(2)制备得到的氧化锡/碳的复合物置于瓷舟，并放入管式炉中，随后在氩气气体的氛围中700℃煅烧2h(氩气流速为40ml/h，升温速度为5℃/min)，得到煅烧产物，对产物进行酸洗(酸洗溶液由1m盐酸与乙醇、水以体积比为1：0.5：0.5混合得到)、干燥，得到锡碳钠离子电池负极材料。
63.实施例4
64.本实施例涉及一种锡碳钠离子电池负极材料的制备，具体操作如下：
65.(1)称取10g木质素浸泡于20ml 50wt％的磷酸溶液中，浸渍24h后过滤干燥，置于瓷舟并放入管式炉中，随后在氮气气体的氛围中1200℃温度煅烧2h(升温速度5℃/min，氮气流速为50ml/h)，得到多孔碳材料；
66.(2)取步骤(1)制备得到的多孔碳材料5g，放置于50ml 0.5m四氯化锡溶液(由四氯化锡溶于水中得到)中，60℃加热24h，过滤，从而获得氧化锡/碳的复合物；
67.(3)将步骤(2)制备得到的氧化锡/碳的复合物置于瓷舟，并放入管式炉中，随后在氩气气体的氛围中700℃煅烧3h(氩气流速为40ml/h，升温速度为5℃/min)，得到煅烧产物，对产物进行酸洗(酸洗溶液由0.5m盐酸与乙醇、水以体积比1：0.4：0.6混合得到)、干燥，得到锡碳钠离子电池负极材料。
68.对比例1
69.本对比例涉及一种钠离子电池负极材料的制备，具体操作如下：
70.(1)向50ml 1m四氯化锡溶液中缓慢滴加氨水溶液，并于60℃加热直至有白色沉淀生成，离心收集；
71.(2)将步骤(1)得到的沉淀置于瓷舟，放入管式炉中，随后在氩气气体的氛围中700℃煅烧3h(氩气流速为40ml/h，升温速度为5℃/min)，得到煅烧产物，对产物进行酸洗(酸洗溶液由0.5m盐酸与乙醇、水以体积比1：0.4：0.6混合得到)、干燥，得到钠离子电池负极材料。
72.对比例2
73.本对比例涉及一种钠离子电池负极材料的制备，具体操作如下：
74.(1)称取10g纤维素合物浸泡于10ml 25wt％的磷酸溶液中，24h后过滤干燥，置于瓷舟中并放入管式炉中，随后在氮气气体的氛围中1400℃温度煅烧3h(升温速度1℃/min，氮气流速为40ml/h)，得到多孔碳材料；
75.(2)对步骤(1)制备的多孔碳材料进行酸洗(酸洗溶液由0.5m盐酸与乙醇、水以体积比1：0.4：0.6混合得到)、干燥，得到钠离子电池负极材料。
76.对比例3
77.本对比例涉及一种锡碳钠离子电池负极材料的制备，与实施例1的区别特征仅在于：步骤(1)中不包含将纤维素浸渍于磷酸溶液中处理的过程，直接将纤维素在氮气气体的氛围中1400℃温度煅烧3h(升温速度1℃/min，氮气流速为40ml/h)，得到多孔碳材料。
78.其余步骤与实施例1一致，得到锡碳钠离子电池负极材料。
79.对比例4
80.本对比例涉及一种锡碳钠离子电池负极材料的制备，与实施例1的区别特征仅在于：采用等浓度的聚乙烯吡咯烷酮(pvp)溶液替代步骤(1)中的磷酸溶液。
81.其余步骤与实施例1一致，得到锡碳钠离子电池负极材料。
82.对比例5
83.本对比例涉及一种锡碳钠离子电池负极材料的制备，与实施例1的区别特征仅在于：步骤(1)中的煅烧温度，本对比例在步骤(1)中的煅烧温度为700℃。
84.其余步骤与实施例1一致，得到锡碳钠离子电池负极材料。
85.对比例6
86.本对比例涉及着一种钠离子电池负极材料的制备，具体操作如下：
87.(1)将1g纯化的酶水解木质素、0.3g的sncl22h2o和0.315g pvp分散至50ml水中，将得到的混溶溶液移入不锈钢高压釜(100ml)中，在180℃下保持24小时，并冷却至室温；然后用去离子水冲洗沉淀物以去除杂质，并在65℃下干燥过夜，获得sno2/水炭复合材料；
88.(2)将步骤(1)制备得到的复合材料在氮气气体氛围中以900℃保持2小时，得到煅烧产物，对产物进行酸洗(酸洗溶液由0.5m盐酸与乙醇、水以体积比1：0.4：0.6混合得到)、干燥，得到锡碳钠离子电池负极材料。
89.应用及性能测试
90.以上述实施例及对比例中制备的负极材料作为负极活性物质制备负极极片，并组装钠离子扣式电池，具体的制备过程如下：
91.将负极活性物质与导电炭黑、pvdf粘结剂以90：5：5的质量比混合，以nmp为溶剂混
浆后涂布于铝箔上，经过100℃真空干燥，辊压、裁片、分条后得到负极极片；
92.将正极极片(金属钠片)、负极极片、电解液(1mol/l的napf
6 ec:dmc:fec＝4.5:4.5:1)和玻璃纤维隔膜组装成扣式电池。
93.对组装好的扣式电池进行如下性能测试：
94.首次库伦效率：扣式电池在电流密度为50ma/g、电压区间为0-2v下进行恒流充放电测试，测试扣式电池的首次放电容量以及首次充电容量，并通过公式：首次库伦效率＝首次充电容量/首次放电容量，计算首次库伦效率；
95.500圈容量保持率：将扣式电池在电流密度为50ma/g、电压区间为0-2v下进行恒流充放电测试，循环500圈后，记录第500圈的放电容量，容量保持率为第500圈放电容容量/第1圈放电容容量。
96.上述性能测试的结果如下表1所示：
97.表1
[0098][0099][0100]
由上表可知，包含由实施例1-4制备的负极材料的钠离子电池均具有高初始放电容量(不低于540mah/g)、较高的首次库伦效率以及良好的循环稳定性(在循环充放电500圈后，容量保持率均在90％以上)。区别于上述实施例1-4制备的锡碳负极材料，以对比例1制备的金属锡化合物作为负极材料构筑的扣式电池具有相对较高的初始放电容量以及首次库伦效率，但其循环性能差，循环充放电500圈后的容量保持率仅为50.4％，而本发明制备的锡碳负极材料(例如实施例1)，由其制备的扣式电池，虽在初始放电容量以及首次库伦效率上略低于对比例1，当其循环性能远优于对比例1，在循环充放电500圈后的容量保持率仍可达到90％以上。另外，对比例2制备了一种多孔碳负极材料，包含该负极材料的扣式电池的首次放电容量远低于实施例1，约为60％左右，且首次放电容量略低于实施例1。
[0101]
由实施例1与对比例3、4可知，相较于未经过磷酸处理以及pvp处理制备得到的负极材料，包含磷酸处理步骤制备得到的负极材料(实施例1)具有更高的首次放电容量以及循环稳定性。
[0102]
区别于实施例1，对比例5在步骤(1)中的煅烧温度仅为700℃，远低于实施例1(步
骤(1)中的煅烧温度1400℃)，由对比例5制备的负极材料构筑的扣式电池的首次库伦效率仅为70.5％，远低于包含由实施例1-4制备的负极材料的扣式电池的首效。
[0103]
相较于实施例1-4，对比例6采用不同制备方法制备得到锡碳钠离子电池负极材料，包含该负极材料的扣式电池虽具有较高的首次放电容量，但其首次库伦效率仅为60.7％。
[0104]
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

技术特征：
1.一种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：(1)将碳前驱体浸渍于磷酸溶液中，然后将经上述浸渍处理后的碳前驱体进行第一次煅烧处理，得到多孔碳；(2)将步骤(1)制备的多孔碳浸渍于锡盐溶液中，加热处理后得到氧化锡/碳复合材料；(3)将步骤(2)制备的氧化锡/碳复合材料进行第二次煅烧处理，然后对第二次煅烧处理得到的产物进行酸洗处理，得到所述负极材料。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述碳前驱体为木素、纤维素、竹粉、沥青、葡萄糖、酚醛树脂、柠檬酸中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述磷酸溶液中磷酸的质量占比为25～50％。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述浸渍处理的温度为20-40℃，时间为12-24h；所述第一次煅烧处理在惰性气体中进行，升温速率为0.5-5℃/min，煅烧温度为1100-1500℃，煅烧时间为2-15h。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述锡盐溶液的浓度为0.2-5m；所述锡盐为四氯化锡、四氯化锡水合物、二氯化锡、二氯化锡水合物的一种或多种。6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述加热处理的温度为40-80℃，时间为10-24h。7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述第二次煅烧处理在惰性气体中进行，升温速率为5-10℃/min，煅烧温度为700-900℃，煅烧时间为2-3h。8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述酸洗处理采用的酸溶液由酸与水、有机溶剂混合得到，所述酸为盐酸、硝酸、硫酸中的一种或多种。9.一种负极材料，其特征在于，所述负极材料由权利要求1～8任一项所述制备方法制备得到。10.一种钠离子电池，其特征在于，包含权利要求9所述的负极材料。

技术总结
本发明公开了一种锡碳钠离子电池负极材料及其制备方法与应用，该负极材料的制备方法包括以下步骤：(1)将碳前驱体浸渍于磷酸溶液中，然后将浸渍处理后的碳前驱体进行第一次煅烧处理，得到多孔碳；(2)将步骤(1)制备的多孔碳浸渍于锡盐溶液中，加热处理后得到氧化锡/碳复合材料；(3)将步骤(2)制备的氧化锡/碳复合材料进行第二次煅烧处理，对煅烧产物进行酸洗，得到所述负极材料。本发明通过上述制备方法制备得到具有多孔碳支撑包裹锡的结构的负极材料，其中多孔碳不仅为负极材料提供连续的导电框架，且可缓冲由锡合金化所产生的应力，使包含该负极材料的钠离子电池具有高能量密度的同时，兼具高库伦效率以及优异的循环性能。能。能。


技术研发人员：蒋绮雯 王翔翔 陈以蒙 董丰恺 江柯成
受保护的技术使用者：江苏正力新能电池技术有限公司
技术研发日：2023.06.27
技术公布日：2023/9/7