一种生物质基磷化碳材料及其应用制造技术

技术编号:40331973 阅读:28 留言:0更新日期:2024-02-09 14:23
一种生物质基磷化碳材料及其应用,其属于金属离子电池负极材料领域。利用化学反应在多糖分子中引入官能团,并利用官能团进一步进行化学反应,调控多糖分子的结构,即生物质多糖与香兰素发生席夫碱反应,使香兰素接枝到多糖分子支链上,形成多糖中间体。随后再与磷化物发生加成反应反应,进一步扩充支链,形成生物质基碳材料前驱体。在高温烧结过程中,该前驱体分子可以进一步发生化学反应,形成更大的分子簇,烧结后石墨化程度低,并有更多的表面缺陷,有良好的储钠能力。用作钠离子电池负极,表现出较高的储钠容量和良好的容量保持率。该材料属于一种新型储钠碳材料,原料丰富易得,制作流程简单,反应条件温和,安全环保。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于金属离子电池负极材料领域,具体涉及一种生物质基磷化碳材料及其应用


技术介绍

1、随着人类对能源的开发与利用,导致能源危机,同时会产生大量的co2、no及so2等有害物质,严重影响环境。虽然风能和太用能等储能装置已经被用来缓解电网压力,但目前当务之急是开发无资源限制的低成本二次电池,以解决资源短缺的问题。

2、锂离子电池作为典型的二次电池,由于具有高能量密度而被广泛应用,但又由于锂资源的缺乏,导致成本过高,所以开发出低成本的二次电池迫在眉睫。钠具有与锂相近的化学性质,钠离子电池具有较低能量密度,但钠元素资源丰富,成本低。商业化的锂离子电池以石墨为阳极,具有高能量密度,但钠离子的离子半径大于锂离子,不能顺利的嵌入石墨中。因此,开发一种利于钠离子嵌入/脱嵌,同时具有高能量密度、良好的倍率性能和循环稳定性的负极材料来实现钠离子电池的商业化应用。

3、硬炭材料难以被石墨化、孔隙分布不均匀且具有较多的缺陷,且碳层间距较大,可以为钠离子提供更多的活性位点,加速钠离子在硬炭中嵌入/脱嵌,导致硬炭材料具有较高的比容量。所以,硬炭被广泛本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种生物质基磷化碳材料的制备方法,其特征在于,包括步骤如下:

2.根据权利要求1所述的一种生物质基磷化碳材料的制备方法,其特征在于:所述生物质多糖为甲壳素、壳聚糖、壳寡糖、几丁糖和粘多糖中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的一种生物质基磷化碳材料的制备方法,其特征在于:所述磷化物为2-羧乙基磷酸、三羟甲基氧化磷、苯基二氯化磷、9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、磷酸氢二铵或次亚磷酸钠。

4.根据权利要求1所述的一种生物质基磷化碳材料的制备方法,其特征在于,步骤(1)中加热温度为40-120 ℃。

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【技术特征摘要】

1.一种生物质基磷化碳材料的制备方法,其特征在于,包括步骤如下:

2.根据权利要求1所述的一种生物质基磷化碳材料的制备方法,其特征在于:所述生物质多糖为甲壳素、壳聚糖、壳寡糖、几丁糖和粘多糖中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的一种生物质基磷化碳材料的制备方法,其特征在于:所述磷化物为2-羧乙基磷酸、三羟甲基氧化磷、苯基二氯化磷、9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、磷酸氢二铵或次亚磷酸钠。

4.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员:杨琪郝雨涵邱介山张永
申请(专利权)人:北京化工大学
类型:发明
国别省市:

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