(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211249087.7 (22)申请日 2022.10.12 (71)申请人 雅迪科技 集团有限公司 地址 214104 江苏省无锡市锡山区安 镇街 道大成工业园东盛路 (72)发明人 刁志丹　蔡铜祥　韦士富　靳亚珲　 (74)专利代理 机构 北京品源专利代理有限公司 11332 专利代理师 刘二艳 (51)Int.Cl. H01M 4/36(2006.01) H01M 4/38(2006.01) H01M 4/587(2010.01) H01M 10/054(2010.01) B82Y 40/00(2011.01)B82Y 30/00(2011.01) (54)发明名称 负极材料的制备方法、 负极材料及钠离子电 池 (57)摘要 本发明公开了一种负极材料及其制备方法 和钠离子电池。 本发明对铜碳纳米纤维进行置换 反应， 通过离子交换使铜碳纳米纤维 中的铜单质 置换为单质锡纳米颗粒， 实现了单质锡纳米颗粒 在碳纳米纤维 中的均匀分散， 通过本发明的方法 可以实现单质锡纳米颗粒在碳纤维中的高 比例 掺入， 同时还可以维持单质锡的微观结构稳定 性， 从而获得较高的可逆 储钠容量。 权利要求书2页 说明书6页 CN 115425219 A 2022.12.02 CN 115425219 A 1.一种负极材 料的制备 方法， 其特 征在于， 所述方法包括以下步骤： (1)提供铜碳纳米纤维； (2)将铜碳纳米 纤维、 锡盐、 硫脲、 还原剂、 pH值调节剂与水混合， 40～80℃反应， 得到锡 碳纳米纤维。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 步骤(1)所述铜碳纳米纤维的制备方法包 括以下步骤： 将铜源、 PVP与有机溶剂混合， 配制成静电纺丝溶液， 静电纺丝得到铜碳纳米纤 维前驱体； 对所述的铜碳纳米纤维前驱体进行 退火处理， 得到铜碳纳米纤维。 3.根据权利要求2所述的方法， 其特征在于， 制备铜碳纳米纤维前驱体的过程中， 所述 铜源包括有机铜源， 优选为醋酸铜； 优选地， 制备铜碳纳米纤维前驱体的过程中， 所述有机溶剂为DMF； 优选地， 制备铜碳纳米纤维前驱体的过程中， 所述铜源、 PVP与有机溶剂的质量比为 (0.2～1):1:20； 优选地， 制备铜碳纳米纤维前驱体的过程中， 所述混合的过程中伴有搅拌， 所述混合的 温度为40～80℃， 所述混合的时间为 4～8h。 4.根据权利要求2或3所述的方法， 其特征在于， 制备铜碳纳米纤维前驱体的过程中， 静 电纺丝的参数为： 静电纺丝溶液的流速为5～20 μL/min， 电压为10～20kV， 针尖距离接地平 板的距离为10～ 20cm。 5.根据权利要求2 ‑4任一项所述的方法， 其特征在于， 制备铜碳纳米纤维前驱体的过程 中， 所述退火处理的气氛为保护性气氛， 所述保护性气氛中的保护性气体包括氩气、 氦气、 氖气和氮气中的至少一种； 优选地， 制备铜碳纳米纤维前驱体的过程中， 所述退火处理的温度为600～1000℃， 所 述退火处 理的时间为1～4h； 优选地， 制备铜碳纳米纤维前驱体的过程中， 所述退火处 理的升温速率 为4～8℃/mi n。 6.根据权利要求1 ‑5任一项所述的方法， 其特 征在于， 步骤(2)所述锡盐为氯化 亚锡； 优选地， 步骤(2)中， 所述铜碳纳米纤维与氯化 亚锡的质量比为(5～ 20):20； 优选地， 步骤(2)所述还原剂为次磷酸钠； 优选地， 步骤(2)所述pH调节剂为盐酸； 优选地， 步骤(2)反应 体系的pH值范围为1～ 2； 优选地， 所述铜碳纳米纤维、 氯化亚锡、 硫脲、 次亚磷酸钠、 水的质量比为(5～20)： 20： 10： 10： 10 0； 优选地， 步骤(2)所述反应中伴有搅拌， 搅拌的时间为 4～24h； 优选地， 步骤(2)所述反应之后进行洗涤和分离的步骤。 7.根据权利要求1 ‑6任一项所述的方法， 其特 征在于， 所述方法包括以下步骤： 步骤1)、 将 醋酸铜、 PVP溶于DMF中， 60℃混合搅拌6h， 使其完全溶解， 之后通过静电纺丝 得到铜碳纳米纤维前驱体； 步骤2)、 将所述的铜碳纳米纤维前驱体在氩气气氛下退火处理， 之后将所得粉末研磨 2min， 得到铜碳纳米纤维； 步骤3)、 将所述的铜碳纳米纤维、 氯化亚锡、 硫脲、 次亚磷酸钠、 盐酸加入去离子水中， 60℃缓搅拌使单质铜完全置换为单质锡， 水洗 离心， 得到锡碳纳米纤维， 也即负极材 料。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115425219 A 28.一种如权利要求1 ‑7任一项所述的方法制备得到的负极材料， 其特征在于， 所述负极 材料为纳米纤维结构， 所述负极材料 的组成为锡纳米颗粒和碳纤维， 所述锡纳米颗粒均匀 分散在碳纤维中。 9.根据权利要求8所述的负极材料， 其特征在于， 所述纳米纤维结构中碳纤维的直径为 10～30nm； 优选地， 以所述负极材 料的总质量 为100％计， 所述锡单质的含量 为20～30％。 10.一种钠离子电池， 其特征在于， 所述钠离子电池的负极包括权利要求8 或9所述的负 极材料。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115425219 A 3