一种三明治结构碳基复合材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种三明治结构碳基复合材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将壳聚糖与锌盐类造孔剂混合均匀，经碳化处理，得多孔碳纳米片；(2)将步骤(1)所得多孔碳纳米片浸泡在可溶性镍盐溶液中，取出干燥，经CVD气相沉积，即得三明治结构碳基复合材料。该制备方法原料易得、重复性好、易于实现工业化生产。本发明专利技术公开了一种三明治结构碳基复合材料，该碳基复合材料导电性好。本发明专利技术还公开了上述三明治结构碳基复合材料作为负极材料在钠离子电池中的应用，采用本法的碳基复合材料制作的钠离子电池比容量高、倍率性能好、循环性能好。

Sandwich structure carbon based composite material and its preparation method and Application

The invention discloses a preparation method of a sandwich structure carbon based composite material, which comprises the following steps: (1) mixing the chitosan with a zinc salt pore making agent and producing porous carbon nanoscale by carbonization, and (2) soaking the porous carbon nanoscale in a soluble nickel salt solution by the step (1) and drying it through CVD vapor deposition. That is, the sandwich structure carbon matrix composite. The preparation method is easy to obtain, reproducible and easy to realize industrial production. The invention discloses a sandwich structure carbon based composite material, and the carbon based composite material has good conductivity. The invention also discloses the application of the sandwich structure carbon matrix composite as negative electrode in the sodium ion battery. The sodium ion battery made by the carbon based composite material of this method has higher than capacity, good multiplying performance and good cycling performance.

【技术实现步骤摘要】
一种三明治结构碳基复合材料及其制备方法和应用
本专利技术涉及钠离子电池
，具体涉及一种三明治结构碳基复合材料及其制备方法和应用。
技术介绍
钠离子电池凭借钠储量丰富，可借鉴现有电池成果等优势，成为新一代二次电池体系的研究热点。虽然钠离子电池中的反应机制与锂离子电池中相似，然而，钠离子半径比锂离子要大55％左右，钠离子在相同结构材料中的嵌入和扩散往往都相对困难，电极材料决定着电池的容量、工作电压和循环寿命等重要的参数，因而电极材料的比容量、动力学性能和循环性能等都相应地变差。因此理想的钠离子电池用嵌入型负极材料需要较大的层间距。现有钠离子电池负极材料中，碳材料是研究最早也是研究较多的负极材料。无定型碳材料凭借其比容量高，循环寿命长等优点，成为研究较多的碳材料种类。对于无定型碳储钠容量主要来源于活性位点、低石墨化微晶区和微孔区等，然而无定型碳材料作为钠离子电池负极材料，普遍存在着导电性差和倍率性能差的问题，严重抑制了无定型碳作为钠离子电池负极的应用。材料的结构对材料电化学性能产生巨大影响，因此，对无定型碳材料进行结构和石墨化调控是解决现有钠离子电池碳负极材料存在问题的一个重要方向。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三明治结构碳基复合材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将壳聚糖与锌盐类造孔剂混合均匀，经碳化处理，得多孔碳纳米片；(2)将步骤(1)所得多孔碳纳米片浸泡在可溶性镍盐溶液中，取出干燥，经CVD气相沉积，即得三明治结构碳基复合材料。

【技术特征摘要】
1.一种三明治结构碳基复合材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将壳聚糖与锌盐类造孔剂混合均匀，经碳化处理，得多孔碳纳米片；(2)将步骤(1)所得多孔碳纳米片浸泡在可溶性镍盐溶液中，取出干燥，经CVD气相沉积，即得三明治结构碳基复合材料。2.根据权利要求1所述的三明治结构碳基复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，CVD气相沉积的条件为：C2H2气流速率为1～100mL/min，氩气气流速率为10～1000mL/min，气相沉积温度为700～1000℃，气相沉积时间为0.5～5h。3.根据权利要求1所述的三明治结构碳基复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，可溶性镍盐为氯化镍、硝酸镍和乙酸镍中的一种或几种，可溶性镍盐溶液的浓度为0.01～1mol/L。4.根据权利要求1所述的三明治结构碳基复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，碳化处理的温度为500～1200℃；碳化处理的时间为0.5～5h。5.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：张治安，陈玉祥，尹盟，李劼，赖延清，
申请(专利权)人：中南大学深圳研究院，
类型：发明
国别省市：广东,44