基于芳香基团空间位阻效应的树脂基硬炭及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供基于芳香基团空间位阻效应的树脂基硬炭及其制备方法和应用，属于钠离子电池负极材料的技术领域。本发明专利技术采用含有芳香基团的醛类单体与酚类单体缩聚得到酚醛树脂硬炭前驱体，再依次经过后固化、高温热解炭化制得基于芳香基团空间位阻效应的树脂基硬炭。该酚醛树脂侧链中所含有的芳香基团能够改变聚合物的空间位阻和构建π‑π堆积，提高树脂内部自由体积和分子链的刚性；进而能在后续的炭化过程中有效抑制碳层的过度石墨化，并且促进大量闭孔的形成。本发明专利技术提供的芳香基团空间位阻策略对调控硬炭材料微观结构具有积极作用，且该树脂基硬炭材料作为钠离子电池的负极时表现出高的比容量和首次库伦效率，还具有较好的倍率性能和循环稳定特性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于钠离子电池负极材料的，特别涉及基于芳香基团空间位阻效应的树脂基硬炭及其制备方法和应用。

技术介绍

1、锂离子电池自商业化以来在移动电源、电动汽车等新能源领域起到十分重要的作用；但随着储能需求的日益增多，锂资源有限、分布不均的问题逐渐凸显。钠离子与锂离子有着高度的相似性，同时钠元素的储量大、分布广、价格低，可缓解锂资源紧张问题，因此开发钠离子电池更适用于下一代规模化储能体系的建设。然而，当前的钠离子电池严重受限于负极材料，尤其是传统石墨负极的储钠与储锂机理不同，无法对更大离子半径的na+进行有效电化学存储，因此，开发新型负极材料成为该领域的研究热点。硬碳是由无序乱层的石墨微晶和纳米域卷曲而成的闭孔组成，具有微晶尺寸小、层间距大、微米级闭孔数目多等特点，是钠离子电池负极材料的良好选择。然而，目前树脂衍生硬炭负极材料存在比容量低、首次库伦效率低、倍率性能差等问题，并且受限于高分子交联结构影响，从分子水平调控树脂衍生硬炭微观结构的技术能垒较高。为解决上述问题，国内外研究团队对此做了大量的工作。胡永胜课题组在溶剂热过程中借助乙醇蒸汽在交联酚醛树脂中产生本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.基于芳香基团空间位阻效应的树脂基硬炭的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于芳香基团空间位阻效应的树脂基硬炭的制备方法，其特征在于，所述含有芳香基团空间位阻效应的酚醛树脂其结构为式(1)至(3)所示中的一种：

3.根据权利要求2所述的基于芳香基团空间位阻效应的树脂基硬炭的制备方法，其特征在于，所述含有芳香环侧链基团R为下述式(1)～(4)中的一种：

4.根据权利要求2或3所述的基于芳香基团空间位阻效应的树脂基硬炭的制备方法，其特征在于，所述R为热分解温度在400～600℃的含有芳香环侧链基团。

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【技术特征摘要】

1.基于芳香基团空间位阻效应的树脂基硬炭的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于芳香基团空间位阻效应的树脂基硬炭的制备方法，其特征在于，所述含有芳香基团空间位阻效应的酚醛树脂其结构为式(1)至(3)所示中的一种：

3.根据权利要求2所述的基于芳香基团空间位阻效应的树脂基硬炭的制备方法，其特征在于，所述含有芳香环侧链基团r为下述式(1)～(4)中的一种：

4.根据权利要求2或3所述的基于芳香基团空间位阻效应的树脂基硬炭的制备方法，其特征在于，所述r为热分解温度在400～600℃的含有芳香环侧链基团。

5.根据权利要求1所述的基于芳香基团空间位阻效应的树脂基硬炭的制备方法，其特征在于，所述的醛类化合物、酚类化合物和氢氧化钠的摩尔比为1.25:1:0.5...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾贵斌，胡启阳，宋小鹏，何冬梅，彭荣，
申请(专利权)人：江西云威新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：