一种氮磷共掺杂多孔硬碳材料、制备方法及钠离子电池技术

技术编号:41287412 阅读:28 留言:0更新日期:2024-05-11 09:35
本发明专利技术涉及电池领域,尤其涉及一种氮磷共掺杂多孔硬碳材料、制备方法及钠离子电池。该制备方法包括:将生物质碳源进行低温预碳化得到前驱体;将所述前驱体与磷源及氮源混合反应得到氮磷共掺杂多孔硬碳前驱体;将所述氮磷共掺杂多孔硬碳前驱体进行高温碳化,得到所述氮磷共掺杂的多孔硬碳材料。解决了硬碳负极材料容量和库伦效率较低的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电池领域,尤其涉及一种氮磷共掺杂多孔硬碳材料、制备方法及钠离子电池


技术介绍

1、锂离子近几年全球动力、储能电池市场需求越来越高,锂离子电池虽然有较高的可逆比容量以及循环稳定性等优势,但是锂资源在地球中的储量低并且价格昂贵,已不能满足需求。而钠元素在地壳丰度较高价格便宜,具备大规模应用的先决条件。因此,近年来对钠离子电池的研究进展迅速,而碳基负极材料则是钠离子电池中应用最广的其中一种,碳基负极材料的前驱体又分为树脂基、生物质基、沥青基以及煤基。生物质基路线兼具高性能与低成本优势,是目前大多数负极厂商所布局的方向。

2、生物质硬碳的制备工艺多样,制备方法主要有:一步碳化法、活化法、水热法等。其中以一步碳化法应用最广。一步碳化法通常采用热化学法将生物质碳在高温缺氧条件下进行热分解,是制备硬碳材料的一种简单方法。但是一步碳化法制备的生物质硬碳材料首效、容量以及循环性能较差,这严重阻碍了硬碳材料在钠离子电池中的应用。杂原子掺杂是一种有效的提高硬炭材料储钠能力的方法,但是目前掺杂大多采用直接混合掺杂的方式,存在元素掺杂不均匀和不稳定,以及本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种氮磷共掺杂多孔硬碳材料的制备方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述低温预碳化的条件为:惰性或氮气气氛下,温度300℃-500℃,时间2-10h,升温速率1℃-5℃/min;

3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述生物质碳源为竹子、秸秆、椰壳、甘蔗渣、果壳等一种或几种;

4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,将所述前驱体与磷源及氮源混合反应得到氮磷共掺杂多孔硬碳前驱体包括:

5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,将生物质碳源进行低温预碳化之后还包括酸洗,所述酸洗为将所述...

【技术特征摘要】

1.一种氮磷共掺杂多孔硬碳材料的制备方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述低温预碳化的条件为:惰性或氮气气氛下,温度300℃-500℃,时间2-10h,升温速率1℃-5℃/min;

3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述生物质碳源为竹子、秸秆、椰壳、甘蔗渣、果壳等一种或几种;

4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,将所述前驱体与磷源及氮源混合反应得到氮磷共掺杂多孔硬碳前驱体包括:

5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,将生物质碳源进行低温预碳化之后还包括酸洗,所述酸洗为将所述前驱体加入酸性...

【专利技术属性】
技术研发人员:李明月谭元忠杨培培陈宝胡梦茹陆建明
申请(专利权)人:浙江新安化工集团股份有限公司
类型:发明
国别省市:

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