一种粒径和碳结构可调的酚醛树脂基硬碳纳米球制备方法技术

本发明专利技术提供了一种粒径和碳结构可调的酚醛树脂基硬碳纳米球的制备方法，主要应用于钠离子电池的负极材料。该方法利用具有自催化功能的酚源、甲醛和助催化剂在水溶液中快速反应，不使用酸碱催化剂和有机溶剂，室温下即可合成粒径均匀、分散良好的酚醛树脂纳米球。随后，通过高温炭化得到硬碳纳米球。助催化剂调控酚醛树脂纳米球的粒径和分子结构，增强硬碳的层间距和无定形度，提高其电化学性能。制备的硬碳纳米球在钠离子电池中表现出优异的循环稳定性和倍率性能。该方法操作简便、成本低廉、适合大规模生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及钠离子电池，具体涉及一种粒径与碳结构可调控的水系酚醛树脂基硬碳纳米球材料的制备方法和应用。

技术介绍

1、钠离子电池在大规模储能方面具有良好的应用前景，是锂离子电池最有潜力的替代品。硬碳材料被认为是商业化钠离子电池的首选负极材料。其中，球形硬碳材料由于具有高堆积密度、高库伦效率、高体积比容量和高循环稳定性等优点而备受关注。除了球形结构，球形硬碳还需要具备纳米尺度的直径、高无定形度和较大层间距，这些特性有助于提升硬碳球的钠离子存储容量和倍率性能。

2、酚醛树脂材料来源广泛、成本低、炭化后残炭率高，是硬碳的主要前驱体之一。酚醛树脂易于形成球形结构，通过后续的碳化处理等工艺可以得到硬碳球。研究者们对酚醛树脂基球形硬碳进行了许多研究。例如，专利《一种酚醛树脂基硬碳微球材料的制备方法》中，酚和醛在碱性催化剂的作用下合成酚醛树脂低聚物，然后通过120℃喷雾干燥得到酚醛树脂微球。另一项专利《一种用于钠离子电池的架构可调的酚醛树脂基球状硬碳负极材料及其制备方法》中，酚源和醛在不同的碱性催化剂作用下100℃反应6至12小时，以调控酚醛树脂微球的结构本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种粒径和碳结构可调的酚醛树脂基硬碳纳米球的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述步骤1)中的酚源为3-氨基苯酚，3-氨甲基苯酚，3-(甲氨基)苯酚，3-(乙氨基)苯酚，3-(乙酰氨)基苯酚，3-环己氨基苯酚，3-氨基-4-甲基苯酚的一种。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述步骤1)中的酚源在溶液A中的浓度为5～36g/L。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述步骤1)中的助催化剂为亚油酸、亚油酸铵、亚油酸钠、硬脂酸、硬脂酸铵、硬脂酸钠、十二烷基苯磺酸、十二烷基苯磺酸铵...

【技术特征摘要】

1.一种粒径和碳结构可调的酚醛树脂基硬碳纳米球的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述步骤1)中的酚源为3-氨基苯酚，3-氨甲基苯酚，3-(甲氨基)苯酚，3-(乙氨基)苯酚，3-(乙酰氨)基苯酚，3-环己氨基苯酚，3-氨基-4-甲基苯酚的一种。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述步骤1)中的酚源在溶液a中的浓度为5～36g/l。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述步骤1)中的助催化剂为亚油酸、亚油酸铵、亚油酸钠、硬脂酸、硬脂酸铵、硬脂酸钠、十二烷基苯...

【专利技术属性】
技术研发人员：周继升，刘羽婷，刘迪，
申请(专利权)人：北京化工大学，
类型：发明
国别省市：