新材料及其应用

本发明属于钠离子电池的技术领域，提供了一种钠离子电池合金负极材料、电极及其在钠离子电池中的应用。所述钠离子电池合金负极材料的组成为PbxBiySnz，其中x+y+z=100，x、y、z＜100，是由纯Pb块、Sn块或Bi块按目标配比混合，经熔炼炉加热熔融制备而成。所得液态合金负极材料可直接涂覆在集流体上制得合金电极，或将粉末态合金与导电剂与粘结剂一起均匀涂覆于集流体得合金电极。本发明合金负极材料不仅制备方法简单、原料成本低廉，而且各个金属之间相互协同，有效提升电化学活性、降低过电位、提高电极反应动力学等，将其应用于钠离子电池，发挥出较高的比容量。

推动钠离子电池商业化：该合金负极材料具有高容量和优异的循环稳定性，能够显著提升钠离子电池的性能，为其在大规模储能和电动汽车领域的商业化应用提供技术支持。

降低电池成本：钠资源丰富且成本低廉，该合金负极材料的制备方法简单高效，能够进一步降低钠离子电池的生产成本，促进其在储能市场的普及。

提升电池安全性：该合金负极材料在充放电过程中表现出良好的结构稳定性，能够减少电池的热失控风险，提高钠离子电池的安全性和可靠性。

本发明提供了一种高容量多梯度电位嵌钠合金负极材料、电极及其制备方法与在钠离子电池中的应用。所述合金负极材料采用特定的制备方法制备而成，不仅制备方法简单、原料成本低廉，而且充分发挥了各金属间的协同作用：三种金属位于同一体系中且相互交联，相互影响，在充放电过程中可互相作为支撑，在储钠过程中，未反应的金属可以充当缓冲“集体”的作用，以此缓解体积膨胀，同时增强导电性，维持电极形貌的完整；已反应的嵌钠后的金属能够为后续金属的反应提供快离子扩散通道，保证了快速的动力学行为，从而共同提高电极的整体电化学性能。在钠离子脱嵌过程中，该合金材料相对于单个体相金属作为合金负极时，产生的内应力更小，一定程度上控制了合金的开裂和粉化，有利于提高颗粒的稳定性，从而使得电极具有更优异的倍率性能和长循环性能。