一种氮硒共掺杂多孔碳球和钠离子电池负极材料及制备方法和应用技术

本发明专利技术属于材料学技术领域，提供了一种氮硒共掺杂多孔碳球和钠离子电池负极材料及制备方法和应用，将F127、盐酸多巴胺溶解在水和乙醇的混合溶液中，得到以嵌段共聚物F127为模板的结构，然后经过乙醇离心洗涤去杂质，得到以多巴胺为骨架的多孔结构。将沉淀物煅烧，经过碳化得到掺氮多孔碳球。将掺氮多孔碳球与硒粉分别置于瓷舟的两端，煅烧得到氮硒共掺杂多孔碳球。然后将该多孔材料制备得到电池负极材料，将该电池负极材料应用在钠离子电池中得到钠离子电池。这种将硒沉积在多孔碳球构造的三维框架，使得钠离子在多孔框架下有更加良好的循环性能以及倍率性能，使得金属硒作为真正的商用的稳定的负极材料向前推进了一步。

【技术实现步骤摘要】
一种氮硒共掺杂多孔碳球和钠离子电池负极材料及制备方法和应用
本专利技术属于材料学
，具体涉及一种氮硒共掺杂多孔碳球和钠离子电池负极材料及制备方法和应用。
技术介绍
由于储能系统需求的大规模增长，钠离子电池(SIBs)被认为是目前商业化锂离子电池(LIBs)最具吸引力的替代品，因为钠的广泛可用性和可获得性。遗憾的是，低能量密度、低功率密度和低循环寿命仍然是SIBs目前推动整个技术向前发展以满足商业化基准要求的主要问题。在过去的几年里，通过优化电极结构或电解液组成，人们付出了巨大的努力来提高SIBs的性能，比如更高的能量密度和更长的循环寿命。特别是在已建立的负极系统中，金属/合金、磷/磷化物、金属氧化物/硫化物/硒化物等理论上具有较高钠储存能力的材料受到越来越多的关注，并取得了重大进展。虽然已经发表了一些关于SIBs电极的文章，但很多材料的导电性比较差，且在充放电过程中容易出现粉化从而降低循环稳定性，限制了这些材料的应用。我们通过新颖的结构设计、表面改性、电化学性能测试技术等手段，使这些负极材料获得了更有前景的电化学性能。...

【技术保护点】
1.一种氮硒共掺杂多孔碳球的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤S1，将F127、盐酸多巴胺溶解在水和乙醇的混合溶液中，搅拌至溶液澄清，然后加入均三甲苯搅拌后再加入氨水搅拌，得到黑色溶液；/n步骤S2，将所述黑色溶液与乙醇按体积比1:1-1:4混合搅拌后离心取出下层沉淀物；/n步骤S3，将所述沉淀物在惰性气氛下于300℃-900℃煅烧，冷却得到粉末，即掺氮多孔碳球；/n步骤S4，在惰性气氛下，将硒粉与所述掺氮多孔碳球分别置于瓷舟的两端，于300℃-600℃保温一段时间，冷却得到最终产物，即氮硒共掺杂多孔碳球；/n其中，所述硒粉与所述掺氮多孔碳球的质量比为0.1-10。/n

【技术特征摘要】
1.一种氮硒共掺杂多孔碳球的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1，将F127、盐酸多巴胺溶解在水和乙醇的混合溶液中，搅拌至溶液澄清，然后加入均三甲苯搅拌后再加入氨水搅拌，得到黑色溶液；
步骤S2，将所述黑色溶液与乙醇按体积比1:1-1:4混合搅拌后离心取出下层沉淀物；
步骤S3，将所述沉淀物在惰性气氛下于300℃-900℃煅烧，冷却得到粉末，即掺氮多孔碳球；
步骤S4，在惰性气氛下，将硒粉与所述掺氮多孔碳球分别置于瓷舟的两端，于300℃-600℃保温一段时间，冷却得到最终产物，即氮硒共掺杂多孔碳球；
其中，所述硒粉与所述掺氮多孔碳球的质量比为0.1-10。


2.根据权利要求1所述的氮硒共掺杂多孔碳球的制备方法，其特征在于：
其中，所述硒粉与所述掺氮多孔碳球分别置于瓷舟的两端，所述硒粉朝向进气口，所述氮硒共掺杂多孔碳球朝向出气口。


3.根据权利要求1所述的氮硒共掺杂多孔碳球的制备方法，其特征在于：
其中，所述F127、所述盐酸多巴胺、所述水和所述乙醇的质量体积比为1.5g：1g:50mL:50mL-2.5g：1g:100mL:100mL，所述水和所述乙醇的体积比为1：1，所述氨水的浓度为25％-28％，
所述均三甲苯与所述氨水的均以1秒一滴的速度滴加。


4.根据权利要求1所述的氮硒共掺杂多孔碳球的制备方法，其特征在于：
其中，将2g所述F127、1g所述盐酸多巴胺溶解在200mL所述水和所述乙醇比例为1：1的混合溶液中，搅拌至溶液澄清，然后加入3mL均三甲苯搅拌后再加...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐群杰，孙唯，郭康，王旭，闵宇霖，范金辰，
申请(专利权)人：上海电力大学，
类型：发明
国别省市：上海;31