一种黑磷-碳-氮复合负极材料及其制备方法技术

本发明专利技术属于二次电池快充负极材料技术领域，提供了黑磷‑碳‑氮复合负极材料及其制备方法。该黑磷‑碳‑氮复合负极材料的制备方法包括以下步骤：S1：在氮气或氩气的气氛下，将黑磷、碳材料和碱性含氮化合物置于球磨罐中，同时加入研磨球；S2：在100‑600rpm转速下进行混合球磨1‑72h得到所述黑磷‑碳‑氮复合负极材料。本发明专利技术提供的黑磷‑碳‑氮复合负极材料的制备方法可加速活化黑磷边缘的磷原子的重构、杂化过程，易发生磷、碳/氮键合。因黑磷均匀杂化程度的提高，所得黑磷‑碳‑氮复合负极材料的粒径更为均一，有效解决了传统球磨工艺所得材料尺寸不均匀的难题。氮可在电化学过程中衍生出快锂离子导体，配合材料内部的良好导电通道，实现快充过程。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于二次电池快充负极材料，尤其涉及一种黑磷-碳-氮复合负极材料及其制备方法。

技术介绍

1、目前电动汽车、消费电子设备与人们的生活息息相关，越发迫切对快速充电的需求。作为二次电池的一种，锂离子电池具有高能量密度、快速充放电能力、长使用寿命等优势，适合作为快充式储能器件。

2、锂离子二次电池的关键之一在于开发负极快充材料。目前研究较多的负极材料包括碳基负极材料、硅基负极材料和钛酸锂基负极材料，若想实现快速充放电过程，尤其是5c及更快(即最多12分钟完成)，同时兼顾能量密度，现常用的上述三种负极材料都难以满足快充场景。

3、单质磷的理论储锂比容量为2596mah/g，且储量丰富、成本低廉，有潜力成为快充负极材料。黑磷作为一种新型单质磷层状材料，电导率较高(300s/m)，li+扩散势垒较低(0.08ev)，是下一代负极材料的绝佳候选者。但是，黑磷与锂离子的合金化过程较为复杂且体积膨胀大(～300％)，初始库伦效率较低[通常低于75％，与现商用负极材料(＞90％)差距较大]，难以实现稳定地快充过程。

<p>4、目前解决黑磷本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种黑磷-碳-氮复合负极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的黑磷-碳-氮复合负极材料的制备方法，其特征在于，所述碱性含氮化合物选自邻苯二胺、间苯二胺、对苯二胺、2,2'-联吡啶、2,3'-联吡啶、2,4'-联吡啶、4,4'-联吡啶、1,3,5-三嗪-2,4,6-三胺、苯胺、喹啉、吖啶和菲啶中一种或多种。

3.如权利要求1所述的黑磷-碳-氮复合负极材料的制备方法，其特征在于，所述黑磷选自微米级黑磷粉、黑磷薄膜、黑磷纳米片和黑磷量子点中的一种或多种。

4.如权利要求1所述的黑磷-碳-氮复合负极材料的制备方法，其特征在于，所...

【技术特征摘要】

1.一种黑磷-碳-氮复合负极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的黑磷-碳-氮复合负极材料的制备方法，其特征在于，所述碱性含氮化合物选自邻苯二胺、间苯二胺、对苯二胺、2,2'-联吡啶、2,3'-联吡啶、2,4'-联吡啶、4,4'-联吡啶、1,3,5-三嗪-2,4,6-三胺、苯胺、喹啉、吖啶和菲啶中一种或多种。

3.如权利要求1所述的黑磷-碳-氮复合负极材料的制备方法，其特征在于，所述黑磷选自微米级黑磷粉、黑磷薄膜、黑磷纳米片和黑磷量子点中的一种或多种。

4.如权利要求1所述的黑磷-碳-氮复合负极材料的制备方法，其特征在于，所述碳材料选自石墨烯、碳纳米管、导电碳黑、多孔碳、无定型碳和石墨中一种或多种。

5.如权利要求1所述的黑磷-碳-氮复合负极材料的制备方法，其特征在于，所述黑磷和所述碳材料的质量...

【专利技术属性】
技术研发人员：王佳宏，段尊斌，冯笑笑，霍之林，喻学锋，
申请(专利权)人：中国科学院深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：