The invention relates to a method for preparing a modified mesophase carbon microsphere as negative electrode material for sodium ion batteries. Mesophase carbon microspheres and sodium hydroxide solids or solutions were mixed for 2-3 hours under the conditions of 20-30 C and ultrasonic power of 90-100W. The mixture was then placed in a porcelain boat and heated in a tubular furnace for 400-450 C and then continued to be heated to 700-750 C. Moving down to room temperature, the product is removed from the tubular furnace and washed alternately with ionic water and anhydrous ethanol until the pH value of the washing solution is 6-7. Then the etched mesophase carbon microspheres are obtained by drying. Replacing the lithium source with sodium source can reduce the production cost. Compared with the original mesocarbon microspheres, the sodium hydroxide etched mesocarbon microspheres have many mesopores on the surface, which can alleviate the volume effect during charge and discharge, prevent the collapse of the structure and maintain the electrochemical stability.
【技术实现步骤摘要】
一种钠离子电池用改性中间相炭微球作为负极材料的制备方法
本文涉及一种钠离子电池用改性中间相炭微球作为负极材料的制备方法。属于钠离子电池负极材料的基础领域。
技术介绍
一直以来由于锂离子电池拥有高的能量密度,低的自我放电效应以及长的循环使用寿命使其成为一种广受大众欢迎的能量储存设备。但是作为主要的材料,由于锂源的储量不足、分布不均匀以及昂贵的成本价格制约了锂离子电池的发展,迫使研究者寻找一种可替代锂离子的能量源。经过研究者们探索,发现钠作为锂的同一族,因其丰富的储源,低的成本价格以及可适用的钠离子的氧化还原电对,从而可以用钠离子代替锂离子作为新一代的能量源。在钠离子电池商业化使用之前,许多问题需要解决。相比于锂离子,钠离子有大的离子半径(102pm),这影响了钠离子在电池中的储存和传送。相关的过程已经在钠离子电池的正极中得到实现。例如,富含钠层的金属氧化物的正极展现了520mWhg-1的能量密度(NaMO2,M=Ti,V,Cr,Mn,Fe,Co,Ni,或者两到三种的金属氧化物的混合物),它可以和商业化的锂离子电池的正极材料LiFePO4相比。目前,很多人都在研究钠离子电池的正极材料,很少有人关注其负极材料。因此,对于钠离子电池的负极材料的研究将会是更有挑战性的工作。石墨由于其高容量、低的成本价格、无毒以及高的稳定性,作为锂离子电池的负极材料很受欢迎。然而,通常认为石墨并不是合适的钠离子电池的负极材料,因为石墨较窄的层间距不适合钠离子在充电过程中的嵌入和脱出。而且,最新的研究表明,在钠离子嵌入之后石墨的层间距从335pm增加到460pm并且会有一种层状的混合物 ...
【技术保护点】
1.一种钠离子电池用改性中间相炭微球作为负极材料的制备方法;其特征是负极材料用氢氧化钠刻蚀中间相炭微球,得到的改性的中间相炭微球的直径在15~20μm。
【技术特征摘要】
1.一种钠离子电池用改性中间相炭微球作为负极材料的制备方法;其特征是负极材料用氢氧化钠刻蚀中间相炭微球,得到的改性的中间相炭微球的直径在15~20μm。2.如权利要求1所述的方法,其特征是包括以下步骤:(1)将中间相炭微球和氢氧化钠固体或溶液,在温度为20~30℃,超声功率为90~100W的条件下进行2~3h超声混匀得到混合物;(2)将混合物放在瓷舟中,然后放入管式炉中加热400~450℃,在此温度下保温30min,之后持续加热到700~750℃时保温1h,之后管式炉的温度自动下降到室温,从管式炉中取出产物然后用离子水和无水乙醇交替洗涤至洗涤液的pH值至6~7,然后干燥得到刻蚀的中间相炭微球。3.如权利要求2所述的方...
【专利技术属性】
技术研发人员:李明伟,张云鹏,王今霞,王成扬,
申请(专利权)人:天津大学,
类型:发明
国别省市:天津,12
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