三维网状碳内嵌锑基合金钾离子电池负极材料及制备方法技术

三维网状碳内嵌锑基合金钾离子电池负极材料，包括三维网状结构的薄碳层和锑基合金颗粒，该锑基合金颗粒均匀内嵌在薄碳层之中；该材料的制备方法为：1)将NaCl、形成锑基合金的离子化合物及碳源溶于水中，搅拌3‑12h制成混合溶液；2)将混合溶液冷冻、干燥去除水分以保持NaCl的立方结构；3)将上述物放入坩埚，在还原氛围下热处理，使碳源碳化为碳单质，金属离子被还原成金属单质，金属单质聚集形成合金；4)用去离子水洗涤除去NaCl，再烘干得产物，该材料容量高，循环性能好，倍率性能优良，具有稳定的充放电平台，解决了金属锑负极材料存在的体积膨胀率大，循环和倍率性能不佳的问题。

【技术实现步骤摘要】
三维网状碳内嵌锑基合金钾离子电池负极材料及制备方法
本专利技术属于钾离子电池负极材料
，具体涉及一种三维网状碳内嵌锑基合金钾离子电池负极材料及制备方法。
技术介绍
随着新能源、电动汽车和智能电网的快速发展，使得有限的锂资源(0.0017wt.％)难以满足需求的问题日益凸显。因此，开发低成本、高安全、长寿命、可快速充放电的新型化学电源体系势在必行。近期研究表明，钾离子电池具有很多突出的优势。具有高比容量、高电压差和良好嵌钾/脱钾稳定性的正负极材料是实现高比能、长寿命钾离子电池的必要条件。钾离子电池所面临的主要问题是寻找合适的电极材料。目前研究较多的负极材料主要为碳材料，但其理论容量(KC8，279mAh/g)低，仅通过改性或优化制备工艺很难大幅提高，无法满足大规模储能电池的要求。因此，研发新型高比容量非碳基负极材料成为研究重点和热点，许多金属和半导体可以和钾发生合金化反应。如磷基、锡基、锑基、过渡金属氧化物等。作为新型负极材料，其中，锑基材料储钾容量突出，理论嵌钾容量为660mAh/g，而且，Sb具有褶皱的层状结构，原子堆积的空间利用率达39％，有助于K+在层间的迁移；同时Sb具本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.三维网状碳内嵌锑基合金钾离子电池负极材料，其特征在于，包括三维网状结构的薄碳层和锑基合金颗粒，该锑基合金颗粒均匀内嵌在薄碳层之中。

【技术特征摘要】
1.三维网状碳内嵌锑基合金钾离子电池负极材料，其特征在于，包括三维网状结构的薄碳层和锑基合金颗粒，该锑基合金颗粒均匀内嵌在薄碳层之中。2.如权利要求1所述的三维网状碳内嵌锑基合金钾离子电池负极材料，其特征在于，所述锑基合金颗粒尺寸为5nm～100nm，选自二元锑基化合物Fe-Sb、Ta-Sb、Bi-Sb、Sn-Sb、Ni-Sb、Cu-Sb、Co-Sb、Mg-Sb、Mn-Sb、Zn-Sb、Zr-Sb、Ti-Sb、V-Sb之一或三元锑基化合物Cu-Sn-Sb、Fe-Ni-Sb之一。3.如权利要求1所述的三维网状碳内嵌锑基合金钾离子电池负极材料，其特征在于，所述薄碳层的厚度为1～3nm。4.如权利要求1所述的三维网状碳内嵌锑基合金钾离子电池负极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将作为模板的NaCl、形成锑基合金的离子化合物以及碳源溶于去离子水中，磁力搅拌3-12h制成混合溶液，其中，离子化合物中所含的锑离子与碳源的摩尔比为1:10～1:500，与NaCl的摩尔比为1:100～1:500；(2)将步骤(1)制得的混合溶液进行冷冻，待完全冻实后再放入冷冻干燥...

【专利技术属性】
技术研发人员：王志远，罗绍华，董康泽，王丹，王庆，张亚辉，刘延国，郝爱民，
申请(专利权)人：东北大学秦皇岛分校，
类型：发明
国别省市：河北,13