硝酸和/或硝酸盐改性的碳基负极材料及其制备方法和用途技术

本发明专利技术公开了一种硝酸和/或硝酸盐改性的碳基负极材料及其制备方法和用途，将碳源前驱体和含硝酸根的物质按比例混合后，置于加热设备内，在惰性气氛下以0.1℃/min‑30℃/min的升温速率升温至400℃‑2800℃；在400℃‑2800℃下对碳源前驱体、含硝酸根的物质的混合物进行热处理0.5‑48小时，使碳源前驱体碳化，即得到经过硝酸和/或硝酸盐改性的碳基负极材料；其中，碳源前驱体包括：化石燃料、生物质、树脂、有机化学品中的任意一种或至少两种的组合；含硝酸根的物质具体为硝酸和/或硝酸盐，硝酸盐包括：硝酸、硝酸锂、硝酸钠、硝酸镁、硝酸钾、硝酸钙、硝酸钡、硝酸铁、硝酸铜中的任意一种或至少两种的组合；碳源前驱体与含硝酸根的物质的质量比为(9:1)‑(1:9)。

【技术实现步骤摘要】
硝酸和/或硝酸盐改性的碳基负极材料及其制备方法和用途
本专利技术涉及二次电池材料
，尤其涉及一种硝酸和/或硝酸盐改性的碳基负极材料及其制备方法和用途。
技术介绍
随着能源危机和环境污染的日益加重，开发和利用清洁高效的新型可再生能源是缓解传统化石能源消费所导致的能源危机和环境污染问题的重要手段。但是，这些新型可再生能源如太阳能、风能、潮汐能、地热能等具有间歇性和随机性等特点。研究开发高效率、低成本的大规模储能技术是开发利用新型可再生能源的关键。目前，主要的大规模储能技术以电化学储能为主。在电化学储能技术中，锂离子电池展现出巨大的优势。但是锂资源的短缺和不均匀分布等问题必然会限制锂离子电池在大规模储能领域的应用。因此，寻找成本较低的其他电化学储能体系受到了科学研究者和产业化推进者的广泛关注。由于钠在地壳上的丰富储量使钠离子电池体系具有资源和环境的优势，从而有望应用于大规模储能领域，近年来受到科学研究者的广泛重视。虽然，大规模储能领域对能量密度的要求不高，但是提高电池体系的能量密度是进一步降低储能电池体系每瓦时成本的重要方式。作为电池体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种硝酸和/或硝酸盐改性的碳基负极材料的制备方法，其特征在于，/n将碳源前驱体和含硝酸根的物质按比例混合后，置于加热设备内，在惰性气氛下以0.1℃/min-30℃/min的升温速率升温至400℃-2800℃；所述含硝酸根的物质具体为硝酸和/或硝酸盐；/n在400℃-2800℃下对所述碳源前驱体、含硝酸根的物质的混合物进行热处理，时间为0.5-48小时，使所述碳源前驱体碳化，即得到所述经过硝酸和/或硝酸盐改性的碳基负极材料；/n其中，硝酸和/或硝酸盐及其分解产物用以在混合和/或碳化过程中与碳源前驱体发生化学交联相互作用，以及为碳源前驱体提供氧化性物质；/n所述碳源前驱体包括：化石燃料、生物质...

【技术特征摘要】
1.一种硝酸和/或硝酸盐改性的碳基负极材料的制备方法，其特征在于，
将碳源前驱体和含硝酸根的物质按比例混合后，置于加热设备内，在惰性气氛下以0.1℃/min-30℃/min的升温速率升温至400℃-2800℃；所述含硝酸根的物质具体为硝酸和/或硝酸盐；
在400℃-2800℃下对所述碳源前驱体、含硝酸根的物质的混合物进行热处理，时间为0.5-48小时，使所述碳源前驱体碳化，即得到所述经过硝酸和/或硝酸盐改性的碳基负极材料；
其中，硝酸和/或硝酸盐及其分解产物用以在混合和/或碳化过程中与碳源前驱体发生化学交联相互作用，以及为碳源前驱体提供氧化性物质；
所述碳源前驱体包括：化石燃料、生物质、树脂、有机化学品中的任意一种或至少两种的组合；所述硝酸盐包括：硝酸、硝酸锂、硝酸钠、硝酸镁、硝酸钾、硝酸钙、硝酸钡、硝酸铁、硝酸铜中的任意一种或至少两种的组合；所述碳源前驱体与所述含硝酸根的物质的质量比为(9:1)-(1:9)。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，
所述化石燃料包括：无烟煤、烟煤、沥青、煤焦油、石蜡、松香、中的一种或多种；
所述生物质包括：玉米秸秆、棉花、木质素、纤维素、葡萄糖中的一种或多种；
所述树脂包括：酚醛树脂、环氧树脂、聚酰胺树脂、聚酯树脂、松香中的一种或多种；
所述有机化学品包括：羧甲基纤维素钠、海藻酸钠、柠檬酸钠、羟基磷酸钙、葡萄糖酸钙中的一种或多种。


3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法中，所述升温速率为1℃/min-10℃/min；所述热处理的温度为600℃-2200℃；所述时间为0.5-10小时。


4.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡勇胜，戚钰若，陆雅翔，陈立泉，
申请(专利权)人：中国科学院物理研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11