一种铅包覆氮掺杂碳复合材料及其制备和在铅炭电池中的应用制造技术

本发明专利技术属于电池材料领域，具体公开了铅包覆氮掺杂碳复合材料，包括核以及原位包覆在核表面的壳，其中，核为氮掺杂介孔非晶碳，所述的壳为铅。此外，本发明专利技术还公开了所述的材料的制备以及应用。本发明专利技术所述的氮掺杂碳物相以及铅包覆结构的协同是抑制析氢电位，改善电化学性能的关键。研究还发现，对掺氮碳材料的结构以及铅包覆层的结构的联合控制，有助于进一步改善铅炭电池的电化学性能。善铅炭电池的电化学性能。善铅炭电池的电化学性能。

【技术实现步骤摘要】
一种铅包覆氮掺杂碳复合材料及其制备和在铅炭电池中的应用

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[0001]本专利技术涉及电化学电池制造
，具体涉及一种基于MOF的氮掺杂介孔非晶碳
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铅纳米核壳结构的构筑方法及用途。

技术介绍
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[0002]传统的铅酸电池还不能满足长时间、大倍率的放电，这主要是因为铅酸电池(铅炭电池)在长时间、大倍率的放电条件下工作，铅酸电池负极很容易发生不可逆硫酸盐化，这会使铅酸电池的容量大幅度减少，相应的循环寿命也会大幅度的下降。因此，需要对铅酸电池特别是负极的性质进行改进。碳材料的引入可以发挥其高导电性和对铅的分散性，提高铅活性物质的利用率，并抑制硫酸铅结晶的长大/失活，有效抑制不可逆硫酸盐化。普遍公认的添加碳材料提高电池寿命的机制是减少或是消除负极板的硫酸盐化。将铅与碳添加剂复合能够有效增强铅炭两相界面的结合强度，减少或是消除负极板的硫酸盐化，提升铅炭电极的导电性和循环稳定性。
[0003]例如，中国专利技术专利申请201610844339.9和中国专利技术专利申请201711087202.4分别将ZIF
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铅包覆氮掺杂碳复合材料，其特征在于，包括核以及原位包覆在核表面的壳，其中，核为氮掺杂介孔非晶碳，所述的壳为铅。2.如权利要求1所述的铅包覆氮掺杂碳复合材料，其特征在于，所述的氮掺杂介孔非晶碳具有菱形十二面体形貌；优选地，所述的氮掺杂介孔非晶碳由ZIF
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8碳化以及洗涤处理得到；优选地，所述的氮掺杂介孔非晶碳中，N的含量为3～6atm％；优选地，所述的氮掺杂介孔非晶碳的粒径为100
‑
200nm。3.如权利要求1所述的铅包覆氮掺杂碳复合材料，其特征在于，所述的壳为由铅包覆成的铅层；优选地，铅包覆氮掺杂碳复合材料的粒径为0.5～30μm。4.一种权利要求1～3任一项所述的铅包覆氮掺杂碳复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤(1)：Zn
2+
源、配体进行反应，获得ZIF
‑
8材料；步骤(2)：将ZIF
‑
8材料进行碳化处理，获得氮掺杂介孔非晶碳；步骤(3)：将氮掺杂介孔非晶碳、Pb
2+
源液相混合，随后添加碱进行沉淀反应，获得氢氧化铅包覆的氮掺杂介孔非晶碳；步骤(4)：氢氧化铅包覆的氮掺杂介孔非晶碳在还原气氛下进行热处理，获得铅包覆氮掺杂碳复合材料。5.如权利要求4所述的铅包覆氮掺杂碳复合材料的制备方法，其特征在于，Zn
2+
源为能电离出Zn
2+
的水溶性盐，优选为硫酸锌、氯化锌、硝酸锌、醋酸锌、柠檬酸锌中的至少一种；优选地，所述的配体为2
‑
甲基咪唑、2
...

【专利技术属性】
技术研发人员：王永清，付发友，刘晨，何浩，周邦红，林彬彬，王金玉，何广富，
申请(专利权)人：广西鑫锋新能源科技有限公司广西鑫锋环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：