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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电池,特别涉及一种外部包覆软碳和补钠剂的硬碳材料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、钠离子电池具有成本低、寿命长、安全性能高等优点,不仅可以成为锂离子电池的补充,在一定程度上缓解锂资源短缺的问题,还可以逐步替代严重污染环境的铅酸电池。高性能、低成本的钠离子电池有赖于负极材料的发展。在综合考虑成本、性能和资源的可持续利用等方面的因素后,碳基材料被认为是钠离子电池的最佳选择。石墨的储钠能力非常弱,而由各种前驱体衍生的无定形碳材料则在储钠方面表现优异,其中软碳和硬碳在钠离子电池中得到了广泛的应用。
2、硬碳是指难石墨化的碳,相对于传统石墨由于具有高度无序的结构和大的层间距以及较多的缺陷,使得硬碳比较适合于用作钠离子电池的负极材料。但是硬碳循环性能较差,不能满足钠离子电池大规模应用的要求。
技术实现思路
1、本专利技术的主要目的是提供一种外部包覆软碳和补钠剂的硬碳材料,改善硬碳的循环性能。
2、为实现上述目的,本专利技术提出的一种外部包覆软碳和补钠剂的硬碳材料,所述外部包覆软碳和补钠剂的硬碳材料包括核层结构和设于所述核层结构表面的壳层结构,所述核层结构包括硬碳,所述壳层结构包括软碳、补钠化合物、第一导电剂,其中,所述软碳的质量与所述硬碳的质量之比为1:n1(4≤n1≤9999),所述补钠化合物的质量与所述软碳和所述硬碳的质量之比为1:n2(4≤n2≤9999),所述第一导电剂的质量与所述软碳和所述硬碳的质量之比为1:n3(4≤n3≤9999)。
...【技术保护点】
1.一种外部包覆软碳和补钠剂的硬碳材料,其特征在于,所述外部包覆软碳和补钠剂的硬碳材料包括核层结构和设于所述核层结构表面的壳层结构,所述核层结构包括硬碳,所述壳层结构包括软碳、补钠化合物、第一导电剂,其中,所述软碳的质量与所述硬碳的质量之比为1:n1(4≤n1≤9999),所述补钠化合物的质量与所述软碳和所述硬碳的质量之比为1:n2(4≤n2≤9999),所述第一导电剂的质量与所述软碳和所述硬碳的质量之比为1:n3(4≤n3≤9999)。
2.如权利要求1所述的外部包覆软碳和补钠剂的硬碳材料,其特征在于,所述壳层结构还包括亲水性物质和/或固态电解质。
3.如权利要求1或2所述的外部包覆软碳和补钠剂的硬碳材料,其特征在于,所述壳层结构包括内壳层和外壳层,所述内壳层设于所述核层结构,所述外壳层设于所述内壳层背离所述核层结构的一侧,所述内壳层包括软碳、补钠化合物、第一导电剂,所述外壳层包括亲水性物质和/或固态电解质,以及第二导电剂。
4.如权利要求3所述的外部包覆软碳和补钠剂的硬碳材料,其特征在于,所述外壳层包括第一壳层和第二壳层,所述第一壳层包括所
5.如权利要求4所述的外部包覆软碳和补钠剂的硬碳材料,其特征在于,所述第一壳层和/或所述第二壳层为多孔结构。
6.如权利要求4或5所述的外部包覆软碳和补钠剂的硬碳材料,其特征在于,所述补钠化合物包括Na2O、Na2SO4、NaCl、NaNO3、Na3PO4、Na2HPO4、NaH2PO4、CH3COONa、Na2C2O4、NaClO4、NaCF3SO3、F2NaNO4S2、C2F6NaNO4S2、NaI中的至少;
7.一种如权利要求1至6中任一项所述的外部包覆软碳和补钠剂的硬碳材料的制备方法,其特征在于,包括:
8.如权利要求7所述的外部包覆软碳和补钠剂的硬碳材料的制备方法,其特征在于,在将所述混合样品在惰性气体下煅烧,得到内壳层包覆的硬碳之后,还包括如下步骤:
9.如权利要求8所述的外部包覆软碳和补钠剂的硬碳材料的制备方法,其特征在于,在准备导电聚合物和固态电解质溶液,将所述内壳层包覆的硬碳投入所述导电聚合物和固态电解质溶液,使所述导电聚合物和所述固态电解质吸附在所述内壳层包覆的硬碳表面,得到第一壳层包覆的硬碳的步骤中,还包括以下步骤:
10.一种如权利要求1至6中任一项所述的外部包覆软碳和补钠剂的硬碳材料在如下任一项中的应用,其特征在于,所述外部包覆软碳和补钠剂的硬碳材料在负极极片中的应用;
...【技术特征摘要】
1.一种外部包覆软碳和补钠剂的硬碳材料,其特征在于,所述外部包覆软碳和补钠剂的硬碳材料包括核层结构和设于所述核层结构表面的壳层结构,所述核层结构包括硬碳,所述壳层结构包括软碳、补钠化合物、第一导电剂,其中,所述软碳的质量与所述硬碳的质量之比为1:n1(4≤n1≤9999),所述补钠化合物的质量与所述软碳和所述硬碳的质量之比为1:n2(4≤n2≤9999),所述第一导电剂的质量与所述软碳和所述硬碳的质量之比为1:n3(4≤n3≤9999)。
2.如权利要求1所述的外部包覆软碳和补钠剂的硬碳材料,其特征在于,所述壳层结构还包括亲水性物质和/或固态电解质。
3.如权利要求1或2所述的外部包覆软碳和补钠剂的硬碳材料,其特征在于,所述壳层结构包括内壳层和外壳层,所述内壳层设于所述核层结构,所述外壳层设于所述内壳层背离所述核层结构的一侧,所述内壳层包括软碳、补钠化合物、第一导电剂,所述外壳层包括亲水性物质和/或固态电解质,以及第二导电剂。
4.如权利要求3所述的外部包覆软碳和补钠剂的硬碳材料,其特征在于,所述外壳层包括第一壳层和第二壳层,所述第一壳层包括所述第二导电剂和所述固态电解质,所述第二壳层包括所述亲水性物质和所述固态电解质,以及第三导电剂。
5.如权利要求4所述的外部包覆软碳和...
【专利技术属性】
技术研发人员:李文博,吕江英,
申请(专利权)人:深圳盘古钠电有限责任公司,
类型:发明
国别省市:
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