一种高比容量氧/硫共掺杂沥青衍生碳微球负极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高比容量氧/硫共掺杂沥青衍生碳微球负极材料及其制备方法和应用，制备方法为：将十二烷基苯磺酸钠和硅油加入到反应釜中搅拌均匀；然后将沥青进行破碎，得到粒径大小为5~20μm的沥青粉末；将得到的乳液与破碎后的沥青粉末一起放入反应釜中搅拌加热，并将混合空气通入乳液底部鼓泡进行氧化，多次洗涤并烘干；最后将黑色粉末和硫助剂混合均匀并在氮气氛围下碳化，制得钠离子电池高比容量氧/硫共掺杂沥青衍生碳微球负极材料。本发明专利技术制备方法通过二次分子交联方式制备氧/硫共掺杂沥青衍生碳微球，在氧交联的辅助下轻松实现球状结构，在硫交联的作用下，实现储钠性能的提升，有利于工业化的大规模生成和应用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电池储能，具体涉及一种高比容量氧/硫共掺杂沥青衍生碳微球负极材料及其制备方法和应用。

技术介绍

1、随着电动汽车的广泛普及，作为新型储能设备的锂离子电池（lib）因其具有较长的循环寿命和较高的能量密度而被广泛使用。然而，由于锂资源在地壳中的储量少并且分布不均匀，因此无法满足日益增长的储能需求。相比之下，钠在储量上的丰富性以及其分布的广泛性使得钠离子电池（sib）作为可再生能源储能的候选者。然而，由于钠离子的离子半径（1.02 å）要远远大于锂离子的离子半径（0.76 å），对于在锂电领域中商业化应用的石墨而言，其在钠电中则具有极低的比容量。因此，开发高性能的碳负极材料对sib的商业化发展起着重要作用。

2、研究表明无定形碳阳极材料因具有独特的无序结构而备受研究人员的青睐，其主要分为硬碳和软碳两部分。硬碳具有较大的层间距，丰富的缺陷结构和高的比表面积，通常表现出较高的可逆容量，常常因被用作高能量密度的sib而备受欢迎。然而由于硬碳中的石墨结构过度扭曲，进而导致导电性差，从而引发倍率性能差，极化高和容量低等问题。相比之下，软碳具有良好本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种高比容量氧/硫共掺杂沥青衍生碳微球负极材料的制备方法，其特征在于，步骤如下：

2.根据权利要求1所述的高比容量氧/硫共掺杂沥青衍生碳微球负极材料的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中的沥青为中低温煤沥青、精制沥青、高温煤沥青、石油沥青、煤液化沥青中的任一种或几种；所述步骤（3）中的硫助剂为升华硫、硫脲和硫酸铵中的任一种或其组合。

3.根据权利要求2所述的一种高比容量氧/硫共掺杂沥青衍生碳微球负极材料的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中的硅油为耐高温硅油，所述阴离子表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、四聚丙烯苯磺酸氨、直链烷基苯磺酸氨和油酰氧基乙磺酸钠中的一...

【技术特征摘要】

1.一种高比容量氧/硫共掺杂沥青衍生碳微球负极材料的制备方法，其特征在于，步骤如下：

2.根据权利要求1所述的高比容量氧/硫共掺杂沥青衍生碳微球负极材料的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中的沥青为中低温煤沥青、精制沥青、高温煤沥青、石油沥青、煤液化沥青中的任一种或几种；所述步骤（3）中的硫助剂为升华硫、硫脲和硫酸铵中的任一种或其组合。

3.根据权利要求2所述的一种高比容量氧/硫共掺杂沥青衍生碳微球负极材料的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中的硅油为耐高温硅油，所述阴离子表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、四聚丙烯苯磺酸氨、直链烷基苯磺酸氨和油酰氧基乙磺酸钠中的一种或几种。

4.根据权利要求3所述的一种高比容量氧/硫共掺杂沥青衍生碳微球负极材料的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中的含氧气混合气体为氧气和氮气按体积比例混合的气体，其中氧气和氮气体积比例1：1-5。

5.根据权利要求4所述的一种高比容量氧/硫共掺杂沥青衍生碳微球负极材料的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）搅拌转速为5...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜俊涛，贺嘉乐，曹昆，李添锦，冯晨明，冯雯龙，聂毅，
申请(专利权)人：龙子湖新能源实验室，
类型：发明
国别省市：