赵林静 赵庆 牛志强 梁静 陶占良 陈军

(南开大学化学学院，先进能源材料化学教育部重点实验室，天津300071)

海藻酸钠粘结剂用于钠离子电池红磷-碳负极

赵林静 赵庆 牛志强 梁静 陶占良 陈军＊

(南开大学化学学院，先进能源材料化学教育部重点实验室，天津300071)

通过球磨法制备了红磷-碳(P-C)复合材料，并考察了海藻酸钠(SA)粘结剂用于钠离子电池P-C负极的电化学性能。结果表明，相对于聚偏氟乙烯(PVDF)粘结剂，SA粘结剂使P-C电极展示了较高的可逆容量(在0.1 A·g-1的电流密度下循环20圈后的容量为2 126 mAh·g-1)。使用SA作粘接剂的P-C复合材料优越的电化学性能，归因于SA粘结剂与活性物质之间可能存在的化学作用力，有效缓解了红磷脱嵌钠过程中的体积变化，保持了电极的稳定性。

海藻酸钠；粘结剂；红磷-碳；负极材料；钠离子电池

0 引言

钠离子电池具有和锂离子电池相似的充放电原理，且钠资源丰富、价格低廉、分布广泛，成为后锂电池时代研究的一类新型电池[1-3]。由于钠离子质量较重且半径(0.102 nm)比锂(0.069 nm)大，这会导致Na+在电极材料中脱嵌缓慢，影响电池的循环和倍率性能。研发适于钠离子稳定脱嵌的负极材料是钠离子电池技术的关键之一[4]。目前，人们研究的负极材料包括嵌入类材料(碳材料和钛基氧化物)[5-11]、转化类材料(金属氧化物/硫化物)[12-15]以及合金材料(锡、红磷等)[16-19]。在合金类材料中，元素磷由于其较大的理论容量(2 595 mAh·g-1)，相对适中的操作电压(～0.45 V vs Na+/Na)而受到关注。但是，红磷的电导率较低，并且嵌钠后红磷体积膨胀所产生的应力变化极易破坏电极结构，导致其循环寿命较短，影响了其进一步的应用[20-22]。……