一种氮掺杂的铋/碳复合微球材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开提供一种氮掺杂的铋/碳复合微球材料及其制备方法和应用，包括：微米碳球基质材料，所述微米碳球内部均匀镶嵌有多个纳米铋颗粒，各个纳米铋颗粒被碳基质紧密包裹以形成致密的铋/碳复合球，以及氮掺杂结构；由于氮掺杂的铋/碳复合微球材料致密的球状结构、铋碳紧密的结合方式以及氮元素的掺杂，应用于钠离子电池时，能够有效缓解材料体积膨胀、加快载流子传输速率缩短充放电时间。本发明专利技术提供一种氮掺杂的铋/碳复合微球材料制备方法，包括步骤：S10：制备铋/有机物微米球；S20：S10中铋/有机物微米球通过烧结碳化得到氮掺杂的铋/碳复合微球材料。复合微球材料。复合微球材料。

【技术实现步骤摘要】
一种氮掺杂的铋/碳复合微球材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于电池电极材料
，尤其涉及一种氮掺杂的铋/碳复合微球材料及其制备方法和应用

技术介绍

[0002]锂离子电池因能量密度高的优点在便携式电子产品、电动交通工具、大规模储能等领域应用广泛，但地壳中的锂资源有限且含量较少导致锂离子电池生产成本高且难以持续发展。因此，开发新型储能技术就显得尤为重要。
[0003]钠离子电池因钠资源丰富(钠/锂储量比：>>1000)、成本低廉、性价比高等优势在中低速电动车和户用侧、大规模储能等领域展现出广阔的应用前景。但由于钠较大的离子半径，传统的商业化石墨和硅碳负极无法稳定嵌钠。基于此，开发出合适的钠离子电池电极材料是发展钠离子电池技术的关键所在。
[0004]金属铋是一种物理化学性质稳定的金属材料，储量大、价格低且对环境友好，被用作钠离子电池负极材料时具有较高的理论质量容量(385mAh/g)和理论体积容量(3773mAh/cm3)，是目前钠离子电池体系所研究的热点材料之一。但是金属铋用作钠离子本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氮掺杂的铋/碳复合微球材料，其特征在于，包括微米碳球基质材料，所述的微米碳球内部均匀镶嵌有多个纳米铋颗粒，各个纳米铋颗粒被碳基质紧密包裹以形成致密的铋/碳复合球，以及氮掺杂结构。2.根据权利要求1中所述的一种氮掺杂的铋/碳复合微球材料，其特征在于，所述的微米碳球其平均直径为3μm～9μm。3.根据权利要求1中所述的一种氮掺杂的铋/碳复合微球材料，其特征在于，所述的纳米铋颗粒其平均直径为5nm～13nm，均匀地镶嵌于所述微米碳球内部，质量分数为76％～90％。4.根据权利要求1中所述的一种氮掺杂的铋/碳复合微球材料，其特征在于，所述的氮掺杂结构中氮的类型为石墨氮、吡啶氮、吡咯氮。5.根据权利要求1中所述的一种氮掺杂的铋/碳复合微球材料，其特征在于，所述的氮掺杂的铋/碳复合微球材料其比表面积为70m2/g～90m2/g。6.一种氮掺杂的铋/碳复合微球材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S10：制备铋/有机物微米球；S20：S10中铋/有机物微米球通过烧结碳化得到氮掺杂的铋/碳复合微球材料。7.根据权利要求6中所述的一种氮掺杂的铋/碳复合微球材料的制备方法，其特征在于，所述S10包括：S11：将五水合硝酸铋、聚乙烯吡咯烷酮、溴化钠、葡萄糖溶于乙二醇和10％硝酸溶液中获得...

【专利技术属性】
技术研发人员：张桥保，潘建海，孙哲飞，陈慧鑫，
申请(专利权)人：厦门大学，
类型：发明
国别省市：