一种三维氮氟共掺杂碳纳米管钾电负极材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及电极材料制备领域，具体涉及一种模板生长法可控构建三维氮氟共掺杂碳纳米管钾电负极材料的制备方法；所述三维氮氟共掺杂碳纳米管是由聚吡咯纤维和聚偏二氟乙烯微球混合物前驱体煅烧制的；所述微球混合物前驱体由吡咯、硫酸铵、聚偏二氟乙烯、十六烷基溴化铵和盐酸经过溶液聚合反应得到；本发明专利技术中构筑聚吡咯纤维和聚偏二氟乙烯微球前驱体溶液聚合方法简单，通过调整聚偏二氟乙烯微球的投入量可以可控调整氟掺杂的量，首次合成氮氟共掺杂碳纳米管并将其应用作钾离子电池负极材料，氮氟共掺杂碳纳米管作为碳基钾电负极材料的动力学扩散系数更高；氮氟共掺杂碳纳米管在拥有合适的掺杂量的条件下具有的表面赝电容效应更高。

A novel 3-D n-f Co doped carbon nanotube potassium anode material and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种三维氮氟共掺杂碳纳米管钾电负极材料及其制备方法
本专利技术涉及电极材料制备领域，具体涉及一种模板生长法可控构建三维氮氟共掺杂碳纳米管钾电负极材料的制备方法。
技术介绍
电化学电池系统在可再生能源网中起着关键作用，可用于便携式储能和补充可再生能源的间歇输出功率。迄今为止，大量碱金属和碱土金属(Li、Na、K、Mg和Al)被用于开发存储和导电材料。其中，可充电锂离子电池(LIBs)在过去几十年取得了巨大的成功。然而，锂资源的有限性成为充电系统领域亟待解决的问题。而可充放电的钾离子电池由于钾储量丰富且与传统碳负极具有较强的相互作用而被认为是一种理想的可替代锂离子电池新储能系统得以快速发展。值得一提的是，钾离子电池与标准氢电极相比的电势为-2.93v与锂离子电池的-3.04v最为接近，并且具有比钠离子电池更高的工作电压。这使其更加具有广阔的应用前景。然而，由于在充放电过程中钾的嵌入/脱出会引起巨大的体积和结构变化，因而钾离子电池的倍率性能较差，且循环寿命很短。另外，由于钾离子较大的离子半径在循环过程中会导致固态电解质膜(SEI)和活性材料的严重粉化本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三维氮氟共掺杂碳纳米管钾电负极材料，其特征在于：所述三维氮氟共掺杂碳纳米管是由聚吡咯纤维和聚偏二氟乙烯微球混合物前驱体煅烧制的。/n

【技术特征摘要】
1.一种三维氮氟共掺杂碳纳米管钾电负极材料，其特征在于：所述三维氮氟共掺杂碳纳米管是由聚吡咯纤维和聚偏二氟乙烯微球混合物前驱体煅烧制的。


2.根据权利要求1所述的一种三维氮氟共掺杂碳纳米管钾电负极材料，其特征在于：所述微球混合物前驱体由吡咯、硫酸铵、聚偏二氟乙烯、十六烷基溴化铵和盐酸经过溶液聚合反应得到。


3.根据权利要求1所述的一种三维氮氟共掺杂碳纳米管钾电负极材料，其特征在于：所述三维氮氟共掺杂碳纳米管为中空结构，其中F掺杂含量为0.4wt%～1.2wt%。


4.根据权利要求1所述的一种三维氮氟共掺杂碳纳米管钾电负极材料，其特征在于：所述三维氮氟共掺杂碳纳米管的直径约为20～100nm。


5.根据权利要求1所述的一种三维氮氟共掺杂碳纳米管钾电负极材料，其特征在于：所述三维氮氟共掺杂碳纳米管钾电负极材料表面包覆有粗糙的碳颗粒。


6.一种三维氮氟共掺杂碳纳米管钾电负极材料的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括以下步骤：
S1在0-3°C下，将十六烷基溴化铵溶解在HCl溶液中，搅拌溶解，随后加入聚偏二氟乙烯，继续搅拌至完全分散，随后，边搅拌边加入...

【专利技术属性】
技术研发人员：章立清，洪果，仲云雷，
申请(专利权)人：江苏兆维塑料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32