一种铁单原子掺杂的正极材料及其制备方法和应用技术

本申请涉及一种铁单原子掺杂的正极材料及其制备方法和应用，属于电化学储能技术领域；正极材料包括铁单原子掺杂的氮碳壳核材料，其外壳为铁单原子掺杂外壳，核心为多孔碳材料；该正极材料采用铁单原子掺杂氮碳壳核结构，在施用作为锌离子电池时，该材料中铁单原子对碘离子/聚碘化合物具有较强吸附作用，从而提高活性碘的利用率，同时促进碘离子/聚碘化合物的转化可逆性以及提高反应动力学性能。化合物的转化可逆性以及提高反应动力学性能。化合物的转化可逆性以及提高反应动力学性能。

【技术实现步骤摘要】
一种铁单原子掺杂的正极材料及其制备方法和应用


[0001]本申请涉及电化学储能
，尤其涉及一种铁单原子掺杂氮碳的核壳结构正极材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]近年来，可再生能源取代化石燃料代表着去碳化的巨大进步。风能和太阳能等可再生但间歇性能源的市场渗透率不断提高，对廉价、安全和持久的电化学储能技术产生了迫切的需求。锂离子电池由于使用有毒、易燃的有机电解质和稀缺的电极材料，在广泛应用中面临越来越多的挑战。为应对大规模储能的重大需求，急需探索安全、高效的储能体系。
[0003]可充电水性锌碘(Zn||I2)电池因优异的能量密度、高安全性、低成本、资源丰富和环境友好性被认为是具有潜力的储能体系。然而，目前传统的正极材料难以抑制可溶性聚碘化物穿梭效应，存在活性碘利用率低，反应动力学缓慢和金属负极腐蚀等问题。因此，探究合适的正极材料来加强对多碘离子的限域作用，对于高性能水系锌碘电池的构建至关重要。金属单原子氮碳材料因高的金属单原子利用率及其对多碘离子的强吸附作用，使得其在水系锌碘电池中具有巨大的发展前景。但单原子金属氮碳材料本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铁单原子掺杂的正极材料，其特征在于，所述正极材料包括铁单原子掺杂的氮碳壳核材料。2.根据权利要求1所述的铁单原子掺杂的正极材料，其特征在于，所述铁单原子掺杂的氮碳壳核材料中铁单原子的质量掺杂量为0.5％~3.0％。3.根据权利要求1所述的铁单原子掺杂的正极材料，其特征在于，所述铁单原子掺杂的氮碳壳核材料的边缘处呈现弯曲形貌；和/或所述铁单原子掺杂的氮碳壳核材料的晶面间距为3.3~3.5
Å
；和/或所述铁单原子掺杂的氮碳壳核材料为无固定晶型。4.根据权利要求1所述的铁单原子掺杂的正极材料，其特征在于，所述铁单原子掺杂的氮碳壳核材料的比表面积为1300~2000m2/g。5.一种铁单原子掺杂的正极材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括：把铁源、活性碳和甲酰胺进行混合，后进行水热反应，得到前驱体粉末；对所述前驱体粉末进行热处理，得到铁单原子掺杂的氮碳壳核材料，完成正极材料的制备。6.根据权利要求5所述的铁单原子掺杂的正极材料的制备方法，其特征在于，所述水热反应的温度为120~280℃；和/或所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶李旺，樊晏辰，刘辰光，楚攀，赵宇，赵逸，李琦，王越洋，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：