一种碳基复合材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种碳基复合材料及其制备方法和应用，属于电池负极材料技术领域，包括：将金属盐溶于去离子水中，得到金属盐溶液；将生物质浸渍在金属盐溶液中，利用生物质的矿化作用将金属盐富集并实现自组装得到前驱体；将前驱体冷冻干燥，得到样品；将样品在氩气气氛中热解碳化得碳‑金属复合材料；将碳‑金属复合材料置于酸性溶液中，浸泡去除多余的金属颗粒，用去离子水洗至中性并放入烘箱中保温，得到碳化后的生物质；碳化后的生物质通过砂纸和冲子得到的碳片；将碳片进行高温碳化，并在其上游放置三聚氰胺，生成碳基复合材料。本发明专利技术利用通过生物矿化形成的金属催化剂在碳材料表面生长碳管，进而增加碳材料的比表面积、导电性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电池负极材料，尤其是涉及一种碳基复合材料及其制备方法和应用。

技术介绍

1、碳材料具有优良的导电性、来源广泛、良好的弹性模量，并且具有三维空间结构的碳材料作为宿主时不需要粘结剂和导电添加剂，进而降低成本并提高能量密度。同时，因为碳材料易于控制孔道结构、比表面积大的优势，所以碳材料能够拥有更多的空间用于储存以缓解体积膨胀。这些优势使得碳材料能够胜任碱金属负极宿主。

2、2021年kim等人通过构筑一个富缺陷的碳集流体并于lixni0.8 co0.1 mn0.1基正极和非水含锂电解质溶液匹配全电池，在低电解质条件下，这些电池在超过50次循环中保持90％的初始容量。目前，学界通过在宿主材料中引入金属及其金属化合物以提高其亲钠性，从而加速反应动力学。2022年lee等人采用含碳壳包覆铁纳米颗的三维纳米结构多孔碳颗粒作为高度可逆的钠金属宿主，半电池中，在10ma cm-2和10mah cm-2条件下，在500次循环中实现了高可逆性，库仑效率为99.6％，在60ma cm-2条件下，在对称电池中实现了超过14400次循环。2022年gong等本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种碳基复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种碳基复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中，金属盐与去离子水的质量比为40～162：10000；搅拌温度为25℃；搅拌速率为200～600r/min；金属盐溶液的浓度为0.05～0.2mol/L。

3.根据权利要求1所述的一种碳基复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S2中，生物质与金属盐溶液的质量比为4～8：100；浸渍时间为10～48h。

4.根据权利要求1所述的一种碳基复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S3中，冷冻干燥为在-50℃的环境中保温1～5h，再于...

【技术特征摘要】

1.一种碳基复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种碳基复合材料的制备方法，其特征在于，步骤s1中，金属盐与去离子水的质量比为40～162：10000；搅拌温度为25℃；搅拌速率为200～600r/min；金属盐溶液的浓度为0.05～0.2mol/l。

3.根据权利要求1所述的一种碳基复合材料的制备方法，其特征在于，步骤s2中，生物质与金属盐溶液的质量比为4～8：100；浸渍时间为10～48h。

4.根据权利要求1所述的一种碳基复合材料的制备方法，其特征在于，步骤s3中，冷冻干燥为在-50℃的环境中保温1～5h，再于20℃的环境中干燥24～48h。

5.根据权利要求1所述的一种碳基复合材料的制备方法，其特征在于，步骤s4中，碳化的温度为800...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪萍，夏阳，胡濠博，
申请(专利权)人：江西师范大学，
类型：发明
国别省市：