一种蛋黄壳结构钾离子电池负极材料及其制备方法技术

一种蛋黄壳结构钾离子电池负极材料及其制备方法，属于钾离子电池领域。具体步骤为：将九水硝酸铁和聚乙烯吡咯烷酮(K30)溶解在去离子水中配成混合溶液，然后将混合溶液干燥后研磨成粉末并将粉末置于管式炉中在氢氩混合气氛中加热保温，得到铁纳米颗粒修饰的三维石墨烯；随后按一定质量比例称取铁纳米颗粒修饰的三维石墨烯材料和硫源前驱体于水热反应釜中，加入适量去离子水搅拌混合均匀，密封后将水热反应釜在一定温度下保温一定时间，所得沉淀经去离子水和无水乙醇离心清洗数次后即可得到蛋黄壳结构的三维石墨烯/硫化铁负极材料。本发明专利技术生产成本低，可重复性强，材料结构新颖，作为钾离子电池负极时表现出优异性能，应用广阔前景。

A kind of yolk shell structure potassium ion battery anode material and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种蛋黄壳结构钾离子电池负极材料及其制备方法
本专利技术属于钾离子电池领域，具体涉及一种蛋黄壳结构钾离子电池负极材料及其制备方法。
技术介绍
随着经济的不断发展与科技的不断进步，能源的需求逐渐增大。但传统化石能源如煤、石油、天然气等的开发利用存在三个突出的问题：资源枯竭、气候变暖与环境污染。发展太阳能、风能与潮汐能等可再生能源，是解决不可再生能源所面临的突出问题与保障人类可持续发展的必然趋势。然而这些可再生能源高度依赖于天气和气候，具有波动性与随机性，因此急需研发大规模储能技术，使得可再生能源配合电网稳定运行。在目前的能源储存器件中，锂离子电池由于成本上涨而无法满足大规模储能的需求。因此，亟需发言新型低成本储能电池技术。近年来钾离子由于具有与锂离子电池相似的电化学原理而受到研究者的关注。钾资源丰富、成本低，同时K/K+具有最接近Li/Li+的标准氧化还原电势而使得钾离子电池能呈现高的能量密度。目前钾离子电池负极材料以碳材料性能较为优异，但其理论比容量较低，无法满足高能量密度的需求。过渡金属硫化物因成本低且比容量高而备受关注，然而其导电性本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种蛋黄壳结构钾离子电池负极材料，其特征在于：该负极材料的化学式为Fe

【技术特征摘要】
1.一种蛋黄壳结构钾离子电池负极材料，其特征在于：该负极材料的化学式为FexS，其中0.5≤x≤1；该负极材料为蛋黄壳结构，其中硫化铁颗粒为蛋黄，三维石墨烯为外壳，两者构成蛋黄壳结构；该结构能够有效改善硫化铁的导电性，抑制脱嵌钾离子过程中的体积膨胀，从而能够稳定可逆的存储钾离子。


2.根据权利要求1所述的蛋黄壳结构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：
a.将九水硝酸铁和聚乙烯吡咯烷酮(K30)溶解在去离子水中超声搅拌6-10min配成混合溶液，然后完全干燥后研磨成粉；
b.将研磨好的粉体转移至坩埚中，然后将坩埚置于管式炉中在氢氩混合气体氛围中以5～8℃/min的升温速率加热至800～900℃，并保温1～2h，待管式炉冷却至室温后，收集黑色泡沫状产物，即为铁纳米颗粒修饰的三维石墨烯复合材料；
c.按一定质量比例称取铁纳米颗粒修饰的三维石墨烯材料和硫源前驱体于水热反应釜中，加入适量去离子水搅拌混合均匀，密封后将水热反应釜置于烘箱中加热至一定温度保温若干小时；
d.待水热反应釜冷却至室温后收集沉淀，并用去离子水和无水乙醇离心清洗沉淀物数次，然后沉淀物在真空烘箱中干燥后即可得到蛋黄壳结构的三维石墨烯/硫化铁负极材料。


3.根据权利要求2所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李平，韩坤，刘双宇，李慧，徐丽，曲选辉，
申请(专利权)人：北京科技大学，全球能源互联网研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11