钠离子电池用杂原子掺杂硬碳负极材料的制备方法技术

技术编号:40554163 阅读:105 留言:0更新日期:2024-03-05 19:14
本发明专利技术公开了钠离子电池用杂原子掺杂硬碳负极材料的制备方法,将碳源、杂原子掺杂剂和结构调整剂按一定比例混合研磨得到前驱体;随后将前驱体放置在充满乙醇的石棉上,点燃块体前驱体,并收集黑色产物,同时将黑色产物在惰性气氛保护下进行高温碳化,将碳化产物水洗、干燥后得到多杂原子掺杂硬碳负极材料。本发明专利技术通过在空气下燃烧碳质前体的策略在几分钟快速固定碳材料微结构,不需要昂贵的设备及严格条件,基于丰富的孔隙结构和杂原子掺杂,所得硬碳材料可展现出优异储钠性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于钠离子电池碳基电极材料制备方法,具体涉及钠离子电池用杂原子掺杂硬碳负极材料的制备方法


技术介绍

1、石墨作为传统的负极材料,被广泛用于锂离子电池。然而,由于钠与石墨形成的插层化合物很难像其他碱金属一样形成在热力学上稳定的结构。因此,开发一种有利于钠离子插入/提取的负极材料是目前的关键。在所有候选材料中,硬碳具有随机、无序的石墨层碎片和丰富的纳米空隙,为钠离子提供了丰富的活性位点,被认为是最适合钠离子电池负极材料,通过整合插入、吸附和孔隙填充的钠离子存储机制,可以提供高度可逆的储钠容量。

2、然而,传统的硬碳材料面临着倍率能力和循环能力差的挑战。其中一个比较常见的策略是通过掺杂杂原子(如n、s、p或b)来改变硬碳的结构,以产生丰富的活性位点并提高导电性,这可以促进硬碳对钠离子的吸附,例如cn 116715218 a公开了一种多孔氮参杂生物质果壳硬碳负极材料制备方法,其过程包括以生物质果壳为碳源,将其与氮源和碱混合,通过微波水热处理后,再进行碳化得到最终产物,可以用于钠离子电池负极;另一种策略是构建独特的碳形态(如微球、纳米管、纳米本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.钠离子电池用杂原子掺杂硬碳负极材料的制备方法,其特征在于,具体操作步骤如下:

2.根据权利要求1所述的钠离子电池用杂原子掺杂硬碳负极材料的制备方法,其特征在于,步骤1中,所述碳源包括葡萄糖、麦芽糖、乳糖、蔗糖、淀粉、纤维素、果糖中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的钠离子电池用杂原子掺杂硬碳负极材料的制备方法,其特征在于,步骤1中,所述杂原子掺杂剂包括尿素、多巴胺、三聚氰胺、硫脲、硫粉中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的钠离子电池用杂原子掺杂硬碳负极材料的制备方法,其特征在于,步骤1中,所述结构调整剂包括碳酸氢铵、碳酸氢钠中的一种或两种。...

【技术特征摘要】

1.钠离子电池用杂原子掺杂硬碳负极材料的制备方法,其特征在于,具体操作步骤如下:

2.根据权利要求1所述的钠离子电池用杂原子掺杂硬碳负极材料的制备方法,其特征在于,步骤1中,所述碳源包括葡萄糖、麦芽糖、乳糖、蔗糖、淀粉、纤维素、果糖中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的钠离子电池用杂原子掺杂硬碳负极材料的制备方法,其特征在于,步骤1中,所述杂原子掺杂剂包括尿素、多巴胺、三聚氰胺、硫脲、硫粉中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的钠离子电池用杂原子掺杂硬碳负极材料的制备方法,其特征在于,步骤1中,所述结构调整剂包括碳酸氢铵、碳酸氢钠中的一种或两种。

5.根据权利要求1所述的钠离子电池用杂原子掺杂硬碳负极材料的制备方法,其特征在于,步骤1中,所述碳源、杂原子掺杂剂...

【专利技术属性】
技术研发人员:陈晨孟茁越李超白雪王闯
申请(专利权)人:西安理工大学
类型:发明
国别省市:

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