金属包覆杂原子掺杂硬碳复合材料及其制备方法、钠离子电池技术

本发明专利技术涉及一种金属包覆杂原子掺杂硬碳复合材料及其制备方法、钠离子电池，属于电池技术领域。本发明专利技术的金属包覆杂原子掺杂硬碳复合材料的制备方法，包括如下步骤：1)将核桃壳与增孔剂混合均匀，在惰性气氛下碳化，得到第一前驱体材料；2)将前驱体材料在酸性气体气氛中保温，然后在碱性气体气氛中保温，得到预复合材料M；3)将预复合材料与硫源和/或氮源混合均匀，然后在700‑1100℃保温1‑6h，得到预复合材料N；所述硫源为硫脲、硫化聚乙炔、多硫化碳炔、多硫代聚苯乙烯、硫化聚氯乙烯、多硫代苯中的至少一种；4)采用过渡金属靶材对预复合材料N进行磁控溅射处理。本发明专利技术的金属包覆杂原子掺杂硬碳复合材料具有更高的能量密度和更好的循环性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种金属包覆杂原子掺杂硬碳复合材料及其制备方法、钠离子电池，属于电池。

技术介绍

1、当前社会对新能源发展的要求越来越高，无论是动力电池领域还是储能电池领域，锂离子电池都发挥了重要的作用。但是，随着锂离子电池的应用规模越来越大，对锂离子电池的成本的要求也越来越高。开发成本更低的电池也一直是行业研究的方向。

2、钠离子电池比锂离子电池的成本低，还具有优异的性能。硬碳材料以其大的层间距、高的比表面积被认为是最有前景的钠离子电池负极材料之一。目前，钠离子电池的正极材料和负极材料的性能都有较大的提升空间。硬碳是一种难以石墨化的无定形碳，其内部具有孔隙多，乱层结构，材料各项同性好好等特性，但是由于材料的比表面积较大，孔隙较多，造成其材料的首次效率偏低，应用于全电池造成其电池的能量密度偏低。因此，提升硬碳材料首次效率是提升电池能量密度的主要措施之一，而提升首次效率主要从减少材料表面的缺陷、材料掺杂及其包覆等方面进行改善。

3、公开号为cn114639816a的中国专利技术专利公开了一种高首次效率硬碳复合材料，其复合材料呈现核壳结构本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种金属包覆杂原子掺杂硬碳复合材料，其特征在于，所述金属包覆杂原子掺杂硬碳复合材料为核壳结构，内核为掺杂有硫和/或氮的硬碳，外壳为含有过渡金属元素的无定形碳，外壳的质量占复合材料质量的1-10％。

2.一种金属包覆杂原子掺杂硬碳复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

3.根据权利要求2所述的金属包覆杂原子掺杂硬碳复合材料的制备方法，其特征在于，步骤1)中碳化的温度为1000-1500℃。

4.根据权利要求2所述的金属包覆杂原子掺杂硬碳复合材料的制备方法，其特征在于，步骤1)中碳化的时间为1-6h。

5.根据权利要求2所述的金属包...

【技术特征摘要】

1.一种金属包覆杂原子掺杂硬碳复合材料，其特征在于，所述金属包覆杂原子掺杂硬碳复合材料为核壳结构，内核为掺杂有硫和/或氮的硬碳，外壳为含有过渡金属元素的无定形碳，外壳的质量占复合材料质量的1-10％。

2.一种金属包覆杂原子掺杂硬碳复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

3.根据权利要求2所述的金属包覆杂原子掺杂硬碳复合材料的制备方法，其特征在于，步骤1)中碳化的温度为1000-1500℃。

4.根据权利要求2所述的金属包覆杂原子掺杂硬碳复合材料的制备方法，其特征在于，步骤1)中碳化的时间为1-6h。

5.根据权利要求2所述的金属包覆杂原子掺杂硬碳复合材料的制备方法，其特征在于，步骤1)中核桃壳与增孔剂的质量比为100:1-10。

6.根据权利要求2-5任意一项所述的金属包覆杂原子掺杂硬碳复合材料的制备方法，其特征在于，步骤3)中预...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈玉，杨勇，李炳鑫，
申请(专利权)人：洛阳月星新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：