CN103456961A

CN103456961A - 钠离子电池有机负极材料

Info

Publication number: CN103456961A
Application number: CN2013104148376A
Authority: CN
Inventors: 黄宗令; 张海全; 牟成旭; 周爱军; 李晶泽
Original assignee: University of Electronic Science and Technology of China
Current assignee: University of Electronic Science and Technology of China
Priority date: 2013-09-12
Filing date: 2013-09-12
Publication date: 2013-12-18

Abstract

本发明公开了一种可用于重复充放电的钠离子电池的有机负极材料，属于电池领域。本发明钠离子电池有机负极材料，其活性物质为对苯二甲酸盐或不同对苯二甲酸盐的混合物，所述对苯二甲酸盐的化学组成为C₈H₄O₄·R_x；其中，R为Li、K、Rb、Cs、Mg、Ca、Sr、Ba、Ni、Cu、Sn、Fe、Zn、Cr、Al或Mn，x为2/7、1/3、2/5、1/2、2/3、1或2。本发明有机负极材料具有较低的反应电位、较高的质量比容量和较优异的电化学循环稳定性，合成方法简单，降低了生产成本，可重复性好，满足可持续发展要求，在钠离子电池领域中具有广阔的应用前景。

Description

钠离子电池有机负极材料

技术领域

本发明属于电池领域，具体涉及一种可用于重复充放电的钠离子电池的有机负极材料。

背景技术

在过去的几十年，全球主要的能源是化石能源。强烈依赖化石资源的能源结构给社会发展带来了两个方面的问题，一是化石资源无法在短期内再生，导致能源短缺问题日益严重；二是化石资源的大量消耗所引起的温室效应和环境污染问题日趋严重。因此，解决资源与环境问题已成为关乎人类社会可持续发展的两大重要课题。显然，大力开发和利用可再生能源，如太阳能、风能、地热能和潮汐能等，逐渐摆脱对化石能源的依赖，是推动社会可持续发展的唯一可能途径。然而，这些可再生能源都需要大规模开发和建设配套的电能储存装置（即储能电站）来保证供电的连续性和稳定性。在目前储能体系中，化学储能电池由于具有灵活性、高效性和无地域限制性，是最有希望的大规模储能装置。

在现有的二次电池中，锂离子电池由于其高能量密度和高电压等优点，成为纯电动汽车和混合电动汽车最理想的动力电源；在便携式电子产品的电源市场中，锂离子电池更是独占鳌头。目前，锂离子电池存在最大的问题就是锂的高生产成本和资源的不足。将来如果大量使用稀有的锂化合物资源，无疑将加剧锂资源供给不足的矛盾，推动锂离子电池价格的上涨。综上所述，锂离子电池可能无法作为大规模储能电源的理想载体。因此，开发资源储存丰富、成本低廉的先进电池体系是解决未来大规模电能储存的必然出路。为了使储能技术能够发挥最大的用处，非常有必要开发出资源丰富、提炼成本比锂低的电池体系，研究者自然将目光转移到了和锂元素同一个主族、性能比较接近的钠元素。一方面，海水中的主要成分氯化钠可以源源不断地提供钠源，另一方面，钠离子电池的脱嵌钠电位比锂离子电池的脱嵌锂电位高出约0.3V，更加适合循环及倍率性能优秀但分解电压低的液体电解质体系，具有更高的安全性。如果用钠代替锂，开发出工作性能优良的钠离子电池，在大规模储能领域将拥有比锂离子电池更大的竞争优势。因此，探寻高容量及优异循环性能的储钠电极材料已成为目前电池领域的研究热点。

关于用于钠离子电池的正极活性物质目前已有不少的报道，比如NASICON结构的Na₃Fe₂(PO₄)₃(C.Delmas,F.Cherkaoui,et.al.,Mater.Res.Bull.22,631(1987))、NaTi₂(PO₄)₃(S.Okada,T.Yamamoto,et.al.,J.PowerSources,146,570(2005))、金属硫化物FeS₂、TiS₂及氧化物Na_0.44MnO₂(F.Sauvage；J.-M.Tarascon.et.al.,InorganicChemistry,46,3289(1996))。在钠离子电池的负极研究方面，Ge和Fouletier进行了钠离子嵌入结晶石墨的试验，发现钠离子的嵌入量和用钠蒸气气相法制备的NaC₆₄相似，容量仅有35mAh/g。这与锂离子在碳材料中理论嵌入容量372mAh/g相差很大。Doeff等进行了钠离子电化学嵌入石油焦、微晶石墨等多种碳材料的试验，发现在石油焦中能形成NaC₂₄，最大嵌入量是93mAh/g。Thomas等进行了钠离子嵌入沥青碳纤维和天然石墨中的研究，发现钠离子在天然石墨中的嵌入量低，在碳纤维中的嵌入量也只有55mAh/g。加拿大的研究者Dahn用热解葡萄糖方法制备了硬碳材料，材料的可逆嵌钠容量达到了300mAh/g，不过部分容量来自于0V以下析钠反应，循环性能欠佳(D.A.StevenandJ.R.Dahn,J.Electrochem.Soc.147,1271(2000))。日本研究者Komaba报道了一种硬碳材料，初始可逆容量为240mAh/g，经过100周的循环，容量仍保持在200mAh/g以上(AdvancedFunctionalMaterials21,3859(2011))。但是与锂离子电池中的问题类似，由于硬碳材料的平衡电位平台较低，很容易在负极表面形成金属钠的沉积，导致钠电池存在安全隐患。除了碳系钠离子电池负极材料之外，其他的研究较少，它们包括：氧化物，例如TiO₂、Fe₃O₄和Sb₂O₄等；硫化物，例如MoS₂；金属合金，例如SbSn等。上述提到的钠离子负极材料主要存在嵌钠电位、比容量和循环稳定性方面的问题，不能很好应用于钠离子电池体系中。因此，为了发展高比能量、长循环寿命、廉价型钠离子电池，必须开发新型钠离子电池负极材料。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种成本低、质量能量密度高、与电解液相容性好的钠离子电池有机负极材料。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：钠离子电池有机负极材料，该负极材料的活性物质为对苯二甲酸盐或不同对苯二甲酸盐的混合物，所述对苯二甲酸盐的化学组成为C₈H₄O₄·R_x；其中，R为Li、K、Rb、Cs、Mg、Ca、Sr、Ba、Ni、Cu、Sn、Fe、Zn、Cr、Al或Mn，x为2/7、1/3、2/5、1/2、2/3、1或2。

其中，上述负极材料的活性物质为对苯二甲酸盐。

其中，上述负极材料中，R为Li、K、Rb、Cs、Cu或Mn，x＝2。

其中，上述负极材料中，R为Mg、Ca、Sr、Ba、Cu、Sn、Fe、Zn、Cr、Ni或Mn，x＝1。

其中，上述负极材料中，R为Fe、Al、Cr或Mn，x＝2/3。

其中，上述负极材料中，R为Sn或Mn，x＝1/2。

其中，上述负极材料中，R为Mn，x＝2/5。

其中，上述负极材料中，R为Mn，x＝1/3。

其中，上述负极材料中，R为Mn，x＝2/7。

本发明还提供上述的活性物质在制备钠离子电池负极材料中的用途。

本发明的有益效果是：

1、根据目前钠离子电池负极材料开发的状况分析，钠离子的负极材料开发惯性思维地局限在无机钠离子负极材料领域，本发明开发了一种有机物钠离子负极材料，拓宽了钠离子负极材料开发的研究领域和研究方向。

2、本发明开发的对苯二甲酸盐钠离子负极材料，具有合成方法简单，生产成本低，工艺控制性好，具有大规模发展的能力和空间。

3、本发明开发的对苯二甲酸盐钠离子负极材料，可以采用储量丰富的可再生原料加以合成，并且该种钠离子电池材料无毒，因此具有环境友好，可持续性发展能力。

4、本发明开发的对苯二甲酸盐钠离子负极材料，具有较高的质量比容量。

5、本发明开发的对苯二甲酸盐钠离子负极材料，具有稳定的电化学循环性能。

6、本发明开发的对苯二甲酸盐钠离子负极材料，该钠离子电池有机负极材料嵌钠/脱钠反应电位相对较低（例如，TiO₂钠离子电池有机负极材料的反应电位在1.1V-1.4V，而对苯二甲酸盐钠离子电池负极材料反应电位在0.5V左右），可以提高该钠离子负极材料的能量密度。

附图说明

图1为本发明实施例1中所制备的C₈H₄O₄Li₂的XRD图；

图2为本发明实施例1中所制备的C₈H₄O₄Li₂的恒流充放电性能图（横坐标范围0到800）；

图3为本发明实施例1中所制备的C₈H₄O₄Li₂的恒流充放电性能图（横坐标范围0到300）；

图4为本发明实施例2中所制备的C₈H₄O₄Ca的XRD图；

图5为本发明实施例2中所制备的C₈H₄O₄Ca的恒流充放电性能图（横坐标范围0到400）；

图6为本发明实施例2中所制备的C₈H₄O₄Ca的恒流充放电性能图（横坐标范围0到200）；

图7为本发明实施例3中所制备的C₈H₄O₄Al_2/3的XRD图；

图8为本发明实施例3中所制备的C₈H₄O₄Al_2/3的恒流充放电性能图（横坐标范围0到900）；

图9为本发明实施例3中所制备的C₈H₄O₄Al_2/3的恒流充放电性能图（横坐标范围0到300）；

图10为本发明实施例4中所制备的C₈H₄O₄Mg的XRD图；

图11为本发明实施例4中所制备的C₈H₄O₄Mg的恒流充放电性能图（横坐标范围0到500）；

图12为本发明实施例4中所制备的C₈H₄O₄Mg的恒流充放电性能图（横坐标范围0到200）；

图13为本发明实施例5中所制备的C₈H₄O₄Sr的XRD图；

图14为本发明实施例5中所制备的C₈H₄O₄Sr的恒流充放电性能图（横坐标范围0到400）；

图15为本发明实施例5中所制备的C₈H₄O₄Sr的恒流充放电性能图（横坐标范围0到160）；

图16为本发明实施例6中所制备的C₈H₄O₄Ba的XRD图；

图17为本发明实施例6中所制备的C₈H₄O₄Ba的恒流充放电性能图（横坐标范围0到350）；

图18为本发明实施例6中所制备的C₈H₄O₄Ba的恒流充放电性能图（横坐标范围0到150）。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

钠离子电池负极材料中对脱嵌钠过程起主要作用的物质即为其活性物质，本发明负极材料中的活性物质为对苯二甲酸盐或不同对苯二甲酸盐的混合物。本领域技术人员可以理解的是，钠离子电池负极材料还包括起辅助作用的其他一些物质，比如在制备过程中可以添加常规的乙炔黑，这样能够增加负极材料的导电性，又比如在制备过程中需要加入粘结剂，起到连接负极活性物质与金属铜片集流体的作用，这些均是本领域技术人员的常规知识；本发明负极材料的重点在于活性物质的选择，其他均按常规即可，本发明在此不作进一步的限定。同时，本发明在每个实施例中提供两幅不同横坐标范围的恒流充放电性能图，目的是为了能够更加清楚的看出本发明负极材料具有的循环稳定性。

本发明的钠离子电池有机负极材料，该负极材料的活性物质为对苯二甲酸盐或不同对苯二甲酸盐的混合物，所述对苯二甲酸盐的化学组成为C₈H₄O₄·R_x；其中，R为Li、K、Rb、Cs、Mg、Ca、Sr、Ba、Ni、Cu、Sn、Fe、Zn、Cr、Al或Mn，x为2/7、1/3、2/5、1/2、2/3、1或2。

其中，上述负极材料的活性物质为对苯二甲酸盐。

其中，上述负极材料中，R为Li、K、Rb、Cs、Cu或Mn，x＝2。

其中，上述负极材料中，R为Fe、Al、Cr或Mn，x＝2/3。

其中，上述负极材料中，R为Sn或Mn，x＝1/2。

其中，上述负极材料中，R为Mn，x＝2/5。

其中，上述负极材料中，R为Mn，x＝1/3。

其中，上述负极材料中，R为Mn，x＝2/7。

本发明对苯二甲酸盐合成方法简单，可以通过对苯二甲酸与碱进行酸碱中和反应制得，也可以利用对苯二甲酸与碳酸盐、碳酸氢盐反应制得；还可以利用上述方式合成的可溶于水的对苯二甲酸盐与可溶于水的无机盐通过沉淀反应制备对苯二甲酸盐，例如利用可溶于水的对苯二甲酸锂与可溶于水的氯化钙反应制备对苯二甲酸钙。

下面通过实施例对本发明的具体实施方式做进一步的说明，但并不因此将本发明的保护范围限制在实施例之中。

实施例一

制备钠离子电池有机负极材料C₈H₄O₄Li₂。具体方法如下：先称量0.5mol的对苯二甲酸，倒入反应瓶中，加水200ml，用玻璃棒搅拌均匀，然后再称量1mol的氢氧化锂，加入装有0.5mol对苯二甲酸的反应瓶中，用玻璃棒搅拌均匀，然后继续加水至500ml，用玻璃棒搅拌均匀，在80℃恒温烘箱中放置24h使其反应充分，得到清澈透明的溶液，即为C₈H₄O₄Li₂水溶液。将C₈H₄O₄Li₂水溶液转移至100℃的鼓风干燥箱中干燥，除去溶液中的水，得到C₈H₄O₄Li₂粉末样品。称量120mg的C₈H₄O₄Li₂粉末放入玛瑙研钵，研磨5分钟，称量60mg乙炔黑加入玛瑙研钵中，继续研磨10分钟，再加入溶有PVDF粘结剂的N-甲基吡咯烷酮溶液1ml（溶液浓度为20mg/ml），继续研磨40分钟，然后涂于铜箔上制备C₈H₄O₄Li₂电极片。将制备的电极片在氩气手套箱（MIKROUNAUniversal2440∣750，水、氧含量小于1ppm）中组装电池，C₈H₄O₄Li₂电极片为工作电极，金属钠为对电极，玻璃纤维为隔膜。电池使用的电解液溶质是NaClO₄，溶剂为(EC/PC1:1(W/W))，溶液浓度为1mol/L。

图1是实施案例1中所制备的C₈H₄O₄Li₂粉末的XRD图，图2是实施案例1中所制备的C₈H₄O₄Li₂钠离子电池电极材料的恒流充放电性能图（其中横坐标范围为0到800），图3是实施案例1中所制备的C₈H₄O₄Li₂钠离子电池电极材料的恒流充放电性能图（其中横坐标范围为0到300）。通过恒流充放电性能图可以看出，C₈H₄O₄Li₂钠离子电池电极材料具有优异的循环稳定性，在钠离子电池领域中具有广阔的应用前景。

实施例二

制备钠离子电池有机负极材料C₈H₄O₄Ca。具体方法如下：先称量0.5mol的对苯二甲酸，倒入反应瓶中，加水200ml，用玻璃棒搅拌均匀，然后再称量1mol的氢氧化锂，加入装有0.5mol对苯二甲酸的反应瓶中，用玻璃棒搅拌均匀，然后继续加水至500ml，用玻璃棒搅拌均匀，在80℃恒温烘箱中放置24h使其反应充分，得到清澈透明的溶液，即为C₈H₄O₄Li₂水溶液。取200mlC₈H₄O₄Li₂水溶液于新的烧杯中，然后向烧杯加入一定量的CaCl₂，烧杯中产生大量的白色沉淀，即为C₈H₄O₄Ca，继续向烧杯中加去离子水300ml，用玻璃棒搅拌均匀，静止1h，用过滤的方法收集沉淀C₈H₄O₄Ca。用去离子水多次洗涤沉淀，除去沉淀上吸附的反应溶液。将得到的白色沉淀C₈H₄O₄Ca置于80℃恒温烘箱中烘干，得到C₈H₄O₄Ca粉末样品。称量120mg的C₈H₄O₄Ca粉末放入玛瑙研钵，研磨5分钟，称量60mg乙炔黑加入玛瑙研钵中，继续研磨10分钟，再加入溶有PVDF粘结剂的N-甲基吡咯烷酮溶液1ml（溶液浓度为20mg/ml），继续研磨40分钟，然后涂于铜箔上制备C₈H₄O₄Ca电极片。将制备的电极片在氩气手套箱（MIKROUNAUniversal2440∣750，水、氧含量小于1ppm）中组装电池，C8H4O4Ca电极片为工作电极，金属钠为对电极，玻璃纤维为隔膜。电池使用的电解液溶质是NaClO₄，溶剂为(EC/PC1:1(W/W))，溶液浓度为1mol/L。

图4是实施案例2中所制备的C₈H₄O₄Ca粉末的XRD图，图5是实施案例2中所制备的C₈H₄O₄Ca钠离子电池电极材料的恒流充放电性能图（其中横坐标范围为0到400），图6是实施案例2中所制备的C₈H₄O₄Ca钠离子电池电极材料的恒流充放电性能图（其中横坐标范围为0到200）。通过恒流充放电性能图可以看出，C₈H₄O₄Ca钠离子电池电极材料的具有优异的循环稳定性，在钠离子电池领域中具有广阔的应用前景。

实施例三

制备钠离子电池有机负极材料C₈H₄O₄Al_2/3。具体方法如下：先称量0.5mol的对苯二甲酸，倒入反应瓶中，加水200ml，用玻璃棒搅拌均匀，然后再称量1mol的氢氧化锂，加入装有0.5mol对苯二甲酸的反应瓶中，用玻璃棒搅拌均匀，然后继续加水至500ml，用玻璃棒搅拌均匀，在80℃恒温烘箱中放置24h使其反应充分，得到清澈透明的溶液，即为C₈H₄O₄Li₂水溶液。取200mlC₈H₄O₄Li₂水溶液于新的烧杯中，然后向烧杯加入一定量的Al(NO₃)₃，烧杯中产生大量的白色沉淀，即为C₈H₄O₄Al_2/3，继续向烧杯中加去离子水300ml，用玻璃棒搅拌均匀，静止1h，用过滤的方法收集沉淀C₈H₄O₄Al_2/3。用去离子水多次洗涤沉淀，除去沉淀上吸附的反应溶液。将得到的白色沉淀C₈H₄O₄Al_2/3置于80℃恒温烘箱中烘干，得到C₈H₄O₄Al_2/3粉末样品。称量120mg的C₈H₄O₄Al_2/3粉末放入玛瑙研钵，研磨5分钟，称量60mg乙炔黑加入玛瑙研钵中，继续研磨10分钟，再加入溶有PVDF粘结剂的N-甲基吡咯烷酮溶液1ml（溶液浓度为20mg/ml），继续研磨40分钟，然后涂于铜箔上制备C₈H₄O₄Al_2/3电极片。将制备的电极片在氩气手套箱（MIKROUNAUniversal2440∣750，水、氧含量小于1ppm）中组装电池，C₈H₄O₄Ca电极片为工作电极，金属钠为对电极，玻璃纤维为隔膜。电池使用的电解液溶质是NaClO₄，溶剂为(EC/PC1:1(W/W))，溶液浓度为1mol/L。

图7是实施案例3中所制备的C₈H₄O₄Al_2/3粉末的XRD图，图8是实施案例3中所制备的C₈H₄O₄Al_2/3钠离子电池电极材料的恒流充放电性能图（其中横坐标范围为0到900），图9是实施案例3中所制备的C₈H₄O₄Al_2/3钠离子电池电极材料的恒流充放电性能图（其中横坐标范围为0到300）。通过恒流充放电性能图可以看出，C₈H₄O₄Al_2/3钠离子电池电极材料具有优异的循环稳定性，在钠离子电池领域中具有广阔的应用前景。

实施例四

制备钠离子电池有机负极材料C₈H₄O₄Mg。具体方法如下：先称量0.5mol的对苯二甲酸，倒入反应瓶中，加水200ml，用玻璃棒搅拌均匀，然后再称量0.5mol的氢氧化镁，加入装有0.5mol对苯二甲酸的反应瓶中，用玻璃棒搅拌均匀，然后继续加水至500ml，用玻璃棒搅拌均匀，在80℃恒温烘箱中放置24h使其反应充分，得到清澈透明的溶液，即为C₈H₄O₄Mg水溶液。将C₈H₄O₄Mg水溶液转移至100℃的鼓风干燥箱中干燥，除去溶液中的水，得到C₈H₄O₄Mg粉末样品。称量120mg的C₈H₄O₄Mg粉末放入玛瑙研钵，研磨5分钟，称量60mg乙炔黑加入玛瑙研钵中，继续研磨10分钟，再加入溶有PVDF粘结剂的N-甲基吡咯烷酮溶液1ml（溶液浓度为20mg/ml），继续研磨40分钟，然后涂于铜箔上制备C₈H₄O₄Mg电极片。将制备的电极片在氩气手套箱（MIKROUNAUniversal2440∣750，水、氧含量小于1ppm）中组装电池，C₈H₄O₄Mg电极片为工作电极，金属钠为对电极，玻璃纤维为隔膜。电池使用的电解液溶质是NaClO₄，溶剂为(EC/PC1:1(W/W))，溶液浓度为1mol/L。

图10是实施案例4中所制备的C₈H₄O₄Mg粉末的XRD图，图11是实施案例4中所制备的C₈H₄O₄Mg钠离子电池电极材料的恒流充放电性能图（其中横坐标范围为0到500），图12是实施案例4中所制备的C₈H₄O₄Mg钠离子电池电极材料的恒流充放电性能图（其中横坐标范围为0到200）。通过恒流充放电性能图可以看出，C₈H₄O₄Mg钠离子电池电极材料具有优异的循环稳定性，在钠离子电池领域中具有广阔的应用前景。

实施例五

制备钠离子电池有机负极材料C₈H₄O₄Sr。具体方法如下：先称量0.5mol的对苯二甲酸，倒入反应瓶中，加水200ml，用玻璃棒搅拌均匀，然后再称量0.5mol的氢氧化锶，加入装有0.5mol对苯二甲酸的反应瓶中，用玻璃棒搅拌均匀，然后继续加水至500ml，用玻璃棒搅拌均匀，在80℃恒温烘箱中放置24h使其反应充分，得到清澈透明的溶液，即为C₈H₄O₄Sr水溶液。将C₈H₄O₄Sr水溶液转移至100℃的鼓风干燥箱中干燥，除去溶液中的水，得到C₈H₄O₄Sr粉末样品。称量120mg的C₈H₄O₄Sr粉末放入玛瑙研钵，研磨5分钟，称量60mg乙炔黑加入玛瑙研钵中，继续研磨10分钟，再加入溶有PVDF粘结剂的N-甲基吡咯烷酮溶液1ml（溶液浓度为20mg/ml），继续研磨40分钟，然后涂于铜箔上制备C₈H₄O₄Sr电极片。将制备的电极片在氩气手套箱（MIKROUNAUniversal2440∣750，水、氧含量小于1ppm）中组装电池，C₈H₄O₄Sr电极片为工作电极，金属钠为对电极，玻璃纤维为隔膜。电池使用的电解液溶质是NaClO₄，溶剂为(EC/PC1:1(W/W))，溶液浓度为1mol/L。

图13是实施案例5中所制备的C₈H₄O₄Sr粉末的XRD图，图14是实施案例5中所制备的C₈H₄O₄Sr钠离子电池电极材料的恒流充放电性能图（其中横坐标范围为0到400），图15是实施案例5中所制备的C₈H₄O₄Sr钠离子电池电极材料的恒流充放电性能图（其中横坐标范围为0到160）。通过恒流充放电性能图可以看出，C₈H₄O₄Sr钠离子电池电极材料具有优异的循环稳定性，在钠离子电池领域中具有广阔的应用前景。

实施例六

制备钠离子电池有机负极材料C₈H₄O₄Ba。具体方法如下：先称量0.5mol的对苯二甲酸，倒入反应瓶中，加水200ml，用玻璃棒搅拌均匀，然后再称量0.5mol的氢氧化钡，加入装有0.5mol对苯二甲酸的反应瓶中，用玻璃棒搅拌均匀，然后继续加水至500ml，用玻璃棒搅拌均匀，在80℃恒温烘箱中放置24h使其反应充分，得到清澈透明的溶液，即为C₈H₄O₄Ba水溶液。将C₈H₄O₄Ba水溶液转移至100℃的鼓风干燥箱中干燥，除去溶液中的水，得到C₈H₄O₄Ba粉末样品。称量120mg的C₈H₄O₄Ba粉末放入玛瑙研钵，研磨5分钟，称量60mg乙炔黑加入玛瑙研钵中，继续研磨10分钟，再加入溶有PVDF粘结剂的N-甲基吡咯烷酮溶液1ml（溶液浓度为20mg/ml），继续研磨40分钟，然后涂于铜箔上制备C₈H₄O₄Ba电极片。将制备的电极片在氩气手套箱（MIKROUNAUniversal2440∣750，水、氧含量小于1ppm）中组装电池，C₈H₄O₄Ba电极片为工作电极，金属钠为对电极，玻璃纤维为隔膜。电池使用的电解液溶质是NaClO₄，溶剂为(EC/PC1:1(W/W))，溶液浓度为1mol/L。

图16是实施案例6中所制备的C₈H₄O₄Ba粉末的XRD图，图17是实施案例6中所制备的C₈H₄O₄Ba钠离子电池电极材料的恒流充放电性能图（其中横坐标范围为0到350），图18是实施案例6中所制备的C₈H₄O₄Ba钠离子电池电极材料的恒流充放电性能图（其中横坐标范围为0到150）。通过恒流充放电性能图可以看出，C₈H₄O₄Ba钠离子电池电极材料具有优异的循环稳定性，在钠离子电池领域中具有广阔的应用前景。

Claims

1.钠离子电池有机负极材料，其特征在于该电极材料的活性物质为对苯二甲酸盐或不同对苯二甲酸盐的混合物，所述对苯二甲酸盐的化学组成为C₈H₄O₄·R_x；其中，R为Li、K、Rb、Cs、Mg、Ca、Sr、Ba、Ni、Cu、Sn、Fe、Zn、Cr、Al或Mn，x为2/7、1/3、2/5、1/2、2/3、1或2。

2.根据权利要求1所述的钠离子电池有机负极材料，其特征在于该电极材料的活性物质为对苯二甲酸盐。

3.根据权利要求1或2所述的钠离子电池有机负极材料，其特征在于：R为Li、K、Rb、Cs、Cu或Mn，x＝2。

4.根据权利要求1或2所述的钠离子电池有机负极材料，其特征在于：R为Mg、Ca、Sr、Ba、Cu、Sn、Fe、Zn、Cr、Ni或Mn，x＝1。

5.根据权利要求1或2所述的钠离子电池有机负极材料，其特征在于：R为Fe、Al、Cr或Mn，x＝2/3。

6.根据权利要求1或2所述的钠离子电池有机负极材料，其特征在于：R为Sn或Mn，x＝1/2。

7.根据权利要求2所述的钠离子电池有机负极材料，其特征在于：R为Mn，x＝2/5。

8.根据权利要求2所述的钠离子电池有机负极材料，其特征在于：R为Mn，x＝1/3。

9.根据权利要求2所述的钠离子电池有机负极材料，其特征在于：R为Mn，x＝2/7。

10.权利要求1至9中任一项所述的活性物质在制备钠离子电池负极材料中的用途。