一种硬碳复合材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种一种硬碳复合材料及其制备方法和应用。本发明专利技术的复合碳材料呈现核壳结构，由内核的硬碳材料和外壳的氟化碳组成，采用商业的硬碳和含氟聚合物，通过简单的热处理制备。将硬碳复合材料用于钠离子电池负极，可实现容量、库伦效率、循环寿命的优化平衡。本发明专利技术采用廉价的原料、简单的方法制备硬碳复合材料，耗能低，成本小，周期短，有利于规模化生产。

【技术实现步骤摘要】
一种硬碳复合材料及其制备方法和应用
本专利技术涉及储能电池的
，具体涉及一种硬碳复合材料及其制备方法和应用。
技术介绍
随着全球范围内能源和环境问题的日益严重，开发可持续的清洁能源，如太阳能、潮汐能、风能日益得到重视，而这些清洁能源的有效利用取决于高性能、可持续、廉价和环境友好的储能电池。另一方面，随着智能电网的发展，为有效使用电网，储能电池也起到关键作用。目前常见的储能电池有锂离子电池、铅酸电池、液流电池等。锂离子电池能量密度高、寿命长，但成本较高并受制于锂资源，而且还面临安全隐患。铅酸电池具有技术成熟、成本低、安全性能好等优点，但其能量密度低、寿命短，且易面临环保问题。液流电流成本高，能量密度较低。相比之下，钠离子电池具有安全性好、成本低且资源丰富，并对环境友好等优点，非常适合应用于大规模储能。考虑到钠离子的半径较大，很难嵌入石墨材料中，因此，开发合适的负极材料极为关键。相比于石墨材料，硬碳材料呈现长程无序短程有序结构，且有较大的层间距，又有空隙，适合钠离子的嵌入和脱出。另一方面，硬碳表面不易形成保护膜，不利于长时间的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种硬碳复合材料，其特征在于，所述的硬碳复合材料由氟化碳和硬碳材料组成，所述的硬碳复合材料呈现核壳结构，外壳为氟化碳，内核为硬碳材料。/n

【技术特征摘要】
1.一种硬碳复合材料，其特征在于，所述的硬碳复合材料由氟化碳和硬碳材料组成，所述的硬碳复合材料呈现核壳结构，外壳为氟化碳，内核为硬碳材料。


2.根据权利要求1所述的一种硬碳复合材料，其特征在于，所述的硬碳复合材料中，按重量百分比计，内核占90％～95％，外壳占5％～10％；所述的外壳中，按重量百分比计，氟含量为5％～20％。


3.权利要求1或2所述硬碳复合材料的制备方法，其特征在于，步骤如下：
1)将硬碳在惰性气氛下进行热处理；
2)将热处理后的硬碳和含氟聚合物分开置于两磁舟中，再将磁舟置于热处理炉中，在惰性气氛下进行热处理。


4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中，升温速率为1～10℃/分钟，热处理温度1000～1600℃，热处理时间1～5小时；
所述的惰性气氛选自氩气、氮气或氦气。


5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中，热处理温度1200～1500℃，热处理时间2～4小时，所述的惰性气氛选自...

【专利技术属性】
技术研发人员：梅简，裘吕超，张杰，聂建波，赵洲峰，张江丰，谢健，孙元坡，孙庆峰，邹君文，徐冬梅，罗宏建，李小英，
申请(专利权)人：国网浙江省电力有限公司电力科学研究院，杭州意能电力技术有限公司，国网浙江综合能源服务有限公司，浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33