一种钠金属负极用金属/金属氧化物杂化材料修饰亲钠碳纳米纤维载体及其制备方法和应用技术

技术编号:40911772 阅读:20 留言:0更新日期:2024-04-18 14:40
本发明专利技术公开一种钠金属负极用金属/金属氧化物杂化材料修饰亲钠碳纳米纤维载体及其制备方法和应用,属于钠金属电池技术领域。所述材料以金属/金属氧化物杂化材料修饰碳纳米纤维作为金属钠负极载体。所述材料的制备方法为:将金属前驱体盐溶解于聚合物溶液中,采用高压静电纺丝及梯次热处理技术制备具有亲钠活性的金属/金属氧化物杂化材料修饰的碳纳米纤维载体。所述碳纳米纤维载体拥有良好的柔性和导电性、丰富的亲钠位点、大比表面积,能减缓金属钠负极在充放电过程中的体积变化,促进金属钠的均匀形核,提高金属钠负极的循环稳定性。采用上述亲钠碳纤维基载体复合的钠金属负极组装出钠硫电池具有优异的比容量、循环稳定性和倍率性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及钠金属电池材料,更具体地说,涉及一种钠金属负极用金属/金属氧化物修饰的亲钠碳纳米纤维载体及其制备方法和应用。


技术介绍

1、随着化石能源日益枯竭,环境污染问题日趋严重,开发可持续的高效电化学储能系统成为当今世界最为重要的研究课题之一。锂离子电池(libs)具有工作电压高、能量密度大、循环寿命长、自放电小、无记忆效应、环境友好等优点,已广泛应用于便携式电子设备、电动汽车和备用储能器件。然而,受锂资源储量低(~17 ppm)、价格昂贵和分布不均(~70%在南美洲)的制约,libs的进一步开发和大规模储能应用遭遇了重大挑战。因此,发展低成本和高能量密度的高性能电池体系是当前研究的迫切任务。

2、近年来,几种高能量密度的新型能源存储体系相继出现,如锂/硫电池、锂金属电池、固态锂电池、钠金属电池等。其中,钠金属电池是有望取代libs作为大规模储能应用的最佳选择之一。首先,钠资源储量丰富、分布广泛、成本低廉,这保证了钠金属电池的发展不受地理位置限制。其次,钠金属负极具有较高的理论比容量(1166 mah g−1)和低的氧化还原电位(−2.71本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种金属/金属氧化物杂化材料修饰碳纳米纤维载体材料,其特征在于:由金属/金属氧化物杂化材料和碳纳米纤维组成,其中碳纳米纤维的直径范围为100~1000 nm,金属/金属氧化物杂化材料的颗粒尺寸为2~50 nm,其中金属/金属氧化物杂化材料、碳纳米纤维的质量分数分别为5~20 wt.%和 80~95 wt.%。

2.一种如权利要求1所述的金属/金属氧化物杂化材料修饰碳纳米纤维载体材料的制备方法,其特征在于:步骤如下:

3.如权利要求2所述的金属/金属氧化物杂化材料修饰的碳纳米纤维基钠金属复合负极的制备方法,其特征在于:制备前驱体纤维膜所用的聚合物为聚乙烯醇、聚乙...

【技术特征摘要】

1.一种金属/金属氧化物杂化材料修饰碳纳米纤维载体材料,其特征在于:由金属/金属氧化物杂化材料和碳纳米纤维组成,其中碳纳米纤维的直径范围为100~1000 nm,金属/金属氧化物杂化材料的颗粒尺寸为2~50 nm,其中金属/金属氧化物杂化材料、碳纳米纤维的质量分数分别为5~20 wt.%和 80~95 wt.%。

2.一种如权利要求1所述的金属/金属氧化物杂化材料修饰碳纳米纤维载体材料的制备方法,其特征在于:步骤如下:

3.如权利要求2所述的金属/金属氧化物杂化材料修饰的碳纳米纤维基钠金属复合负极的制备方法,其特征在于:制备前驱体纤维膜所用的聚合物为聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯腈、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚四氟乙烯、聚苯乙烯丙烯腈共聚物中的一种或者两种以上。

4.如权利要求2所述的金属/金属氧化物杂化材料修饰的碳纳米纤维基钠金属复合负极的制备方法,其特征在于:制备前驱体纤维膜所用的金属盐为铁、锌、钴、镍、银的乙酰丙酮盐、醋酸盐、硫酸盐、硝酸盐中的一种或多种。

5.如权利要求2所述的金属/金属氧化物杂化材料修饰的碳纳米纤维基钠金属复合负极的制备方法,其特征在于修饰有金属纳米颗粒的碳纳米纤维中的金属/金属氧化物为锌、铁、钴、镍、银以及与其对应的金属氧化物的一种或者一种以...

【专利技术属性】
技术研发人员:吴军雄陈弘洋李曼娴陈潇川李小燕陈育明
申请(专利权)人:福建师范大学
类型:发明
国别省市:

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