一种生物炭材料及其制备方法和在锂金属二次电池中的应用技术

技术编号:40468165 阅读:43 留言:0更新日期:2024-02-22 23:22
本发明专利技术涉及一种生物炭材料及其制备方法和在锂金属二次电池中的应用,属于锂金属二次电池技术领域。该生物炭材料包括氮原子、硫原子和多孔骨架结构,氮原子和硫原子掺杂在多孔骨架结构上,多孔骨架结构的材料为碳材料。本发明专利技术以废弃禽骨为原料,利用其在热解过程中羟基磷酸钙分解和胶原蛋白碳化的特点,通过自模板法,一步合成了氮、硫共掺杂的生物炭材料。合成过程中无需引入活化剂和额外的杂原子源,流程简单,成本较低,兼具环境友好性。本发明专利技术制备的具有骨架结构的生物炭材料表现出多级孔结构和大孔容,复合金属锂负极表现出了较小的体积膨胀率,提升了电池的循环稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种生物炭材料及其制备方法和在锂金属二次电池中的应用,具体涉及一种禽类骨骼衍生的生物炭材料,以及生物炭材料与锂金属一起复合作为金属锂负极,属于锂金属二次电池。


技术介绍

1、随着电动汽车和便携电子设备的高速发展,电池设计中对高能量密度的追求日益凸显。锂离子电池自上世纪九十年代面世以来,发展至今已成为应用最为广泛的二次电池。目前,商用锂离子电池中的主流负极材料仍是石墨,其较低的理论容量密度(372mah/g)限制了锂离子电池能量密度的突破发展。而金属锂由于其极高的理论容量密度(3860mah/g),成为了下一代高容量负极材料的理想选择。但是金属锂的高反应活性也带来了锂枝晶生长的问题,同时,锂负极在充放电过程中不断沉积、剥离还伴随着难以忽视的体积膨胀问题。这些问题导致了金属锂负极在电池循环过程中的寿命衰减以及安全性问题。严重阻碍了金属锂负极的实际应用。

2、三维骨架碳材料复合金属锂负极的设计有望解决上述问题。三维骨架不仅能够限制金属锂负极的体积膨胀,在其上构建亲锂性位点,还能实现对金属锂沉积位点的调控,从而抑制枝晶的生长。金属骨架材料本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种生物炭材料,其特征在于:

2.一种生物炭材料的制备方法,其特征在于该方法的步骤包括:

3.根据权利要求2所述的一种生物炭材料的制备方法,其特征在于:

4.根据权利要求2或3所述的一种生物炭材料的制备方法,其特征在于:

5.根据权利要求2所述的一种生物炭材料的制备方法,其特征在于:

6.一种生物炭材料在锂金属二次电池中的应用,其特征在于:应用时该生物炭材料与锂金属复合作为锂金属二次电池的负极。

7.根据权利要求6所述的一种生物炭材料的应用,其特征在于:

8.根据权利要求7所述的一种生物炭材料的应用,...

【技术特征摘要】

1.一种生物炭材料,其特征在于:

2.一种生物炭材料的制备方法,其特征在于该方法的步骤包括:

3.根据权利要求2所述的一种生物炭材料的制备方法,其特征在于:

4.根据权利要求2或3所述的一种生物炭材料的制备方法,其特征在于:

5.根据权利要求2所述的一种生物炭材料的制备方法,其特征在于:

6.一种生物炭材...

【专利技术属性】
技术研发人员:姚莹杨飞洋苟兆霖吴锋
申请(专利权)人:北京理工大学
类型:发明
国别省市:

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