一种用于快充钠离子电池的硬碳-石墨烯复合负极材料及其制备方法技术

技术编号:41117136 阅读:30 留言:0更新日期:2024-04-25 14:07
本发明专利技术涉及一种用于快充钠离子电池的硬碳‑石墨烯复合负极材料及其制备方法。它包括酚醛树脂热解碳、沥青热解碳、热解碳、二维还原氧化石墨烯、卷曲状石墨烯的制备、C@GO复合材料,本发明专利技术创造性的结合改良Hummers法、水热法、高温固相法,开发了一种更加节能简单的制备硬碳‑石墨烯复合负极材料的方法,表现出良好的倍率性能,较好的电化学性能、导电性优异、化学和电化学稳定。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及快充钠离子电池领域,特别涉及一种用于快充钠离子电池的硬碳-石墨烯复合负极材料及其制备方法


技术介绍

1、硬碳从结构上来说是一种无定型材料,这点区别于石墨。它的结构是一种乱层堆叠,这使得它的嵌锂活性位点大大增多,也使得它的嵌锂容量一般大于石墨材料,但是硬碳材料一般是由有机物热解而来,所以不可避免的在表面可能残余杂原子基团,还有热解过程中产生的气体逸出会产生很多的微孔,这都造成了硬碳首次不可逆容量的增大。但由于其良好的循环稳定性和倍率性能, 硬碳材料还是得到的广泛的关注。

2、石墨烯是一种新型材料,由碳的单原子层组成,并以sp2杂化互相连接成网状结构。石墨烯由于其超高的电导率和机械强度而广泛受到关注,近些年石墨烯也逐渐应用到钠离子电池领域。

3、虽然碳材料是目前商业化的负极材料,但是作为钠离子电池的动力电池负极,碳材料的倍率性能还远远不能满足,因此提高碳材料的大电流放电能力就成为了重中之重。因此专利技术一种高倍率性能的硬碳-石墨烯复合材料对于新能源材料的发展具有非常重要的作用。


技术实现思路<本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种用于快充钠离子电池的硬碳-石墨烯复合负极材料及其制备方法,其特征在于包括:

2.一种根据权利要求1所述的含用于快充钠离子电池的硬碳-石墨烯复合负极材料及其制备方法,其特征在于:步骤(1)二维还原氧化石墨烯的制备包括S11首先称取0.3~0.6gNaNO3,量取60~90mL浓硫酸,分别加入三口烧瓶中;将三口烧瓶放入温度保持在零下的低温恒温槽中进行水浴并且用搅拌桨搅拌20~50min;

3.一种根据权利要求1所述的含用于快充钠离子电池的硬碳-石墨烯复合负极材料及其制备方法,其特征在于:步骤(1)二维还原氧化石墨烯的制备包括S14将所得混合物放入30~38℃水...

【技术特征摘要】

1.一种用于快充钠离子电池的硬碳-石墨烯复合负极材料及其制备方法,其特征在于包括:

2.一种根据权利要求1所述的含用于快充钠离子电池的硬碳-石墨烯复合负极材料及其制备方法,其特征在于:步骤(1)二维还原氧化石墨烯的制备包括s11首先称取0.3~0.6gnano3,量取60~90ml浓硫酸,分别加入三口烧瓶中;将三口烧瓶放入温度保持在零下的低温恒温槽中进行水浴并且用搅拌桨搅拌20~50min;

3.一种根据权利要求1所述的含用于快充钠离子电池的硬碳-石墨烯复合负极材料及其制备方法,其特征在于:步骤(1)二维还原氧化石墨烯的制备包括s14将所得混合物放入30~38℃水浴锅中再继续搅拌2~5h,将三口烧瓶再次转移回低温恒温槽中继续搅拌,并且一滴滴缓慢加入80~140ml纯净水;将三口烧瓶移入75~85℃水浴锅中搅拌20~50min;将混合物倒入大烧杯中幷加入纯净水,加至500~650ml,再继续搅拌并量取10~18ml双氧水慢慢加入,并搅拌15~30min。

4.一种根据权利要求1所述的含用于快充钠离子电池的硬碳-石墨烯复合负极材料及其制备方法,其特征在于:步骤(1)二维还原氧化石墨烯的制备包括s15然后进行抽滤,在抽滤过程中加入10~16ml盐酸,抽滤结束后取下滤纸上的go,加纯净水后静置;静置后倒掉上层清液,进行多次离心洗涤,洗至中性;倒入铁盘中冷冻,最后放入冷冻干燥机中真空抽干;将所制备的go用管式炉还原,保护气氛为氩气,设置升温速度为每分钟3~6℃,升至580~640℃,保温时间1.5~2.5h后,待温度降低到室温时取出,得到二维还原氧化石墨烯。

5.一种根据权利要求1所述的含用于快充钠离子电池的硬碳-石墨烯复合负极材料及其制备方法,其特征在于:步骤(2)卷曲状石墨烯的制备包括s21取1.5~2.1g二维还原氧化石墨烯加入350~450ml纯净水配置成的 go水溶液用超声机进行超声处理2~3.5h,确保go均匀分散在水中;用离心机离心,最后收集分散液;...

【专利技术属性】
技术研发人员:胡博吕猛金海侹蔡新辉
申请(专利权)人:湖州启源金灿新能源科技有限公司
类型:发明
国别省市:

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