【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于碱金属离子电池负极材料，具体涉及一种兼具高储钠容量和高初始库伦效率的低维煤基硬碳材料及其制备方法。
技术介绍
1、目前，高能量密度和长循环寿命的储能系统大部分采用的是锂离子电池技术。但随着锂资源的消耗和成本的逐渐攀升，开发新型的电化学储能器件至关重要。由于钠资源丰富，且化学成分与成熟的锂离子电池技术兼容，钠离子电池作为锂离子电池的可行替代品备受关注。然而，推动锂离子电池商业化的类石墨负极材料的钠离子存储能力较差，使其在钠离子电池中的应用面临极大的挑战。2000年，stevens和dahn发现硬碳具有300mah g-1的可逆容量。现有用于生产硬碳的前驱体包括生物质、树脂、高分子聚合物等；这些前驱体通常成本较高、碳得率较低，极大增加了钠离子电池整体制造成本。基于此，开发低成本和高性能的钠离子电池用硬碳负极材料至关重要。
2、煤炭作为优质、廉价易得的燃料和重要的化工原料，被广泛应用于能源、化工和材料等领域。从化学组成而言，煤具有极高的碳元素含量，是天然的碳材料前驱体。从分子结构而言，煤具有大分子聚合物的特征，其可被...
【技术保护点】
1.一种兼具高储钠容量和高初始库伦效率的低维煤基硬碳材料的制备方法，其特征在于，利用液相氧化法将新疆烟煤氧化解聚，得到氧化煤纳米片和氧化煤基石墨烯量子点；通过含胺化合物将氧化煤纳米片和氧化煤基石墨烯量子点的混合物或者氧化煤纳米片进行交联、自组装和脱氧还原，得到低维煤基前驱体；使用石墨板辅助煅烧煤基前驱体，再经高温煅烧制备出低维煤基硬碳材料。
2.根据权利要求1所述兼具高储钠容量和高初始库伦效率的低维煤基硬碳材料的制备方法，其特征在于，采用硝酸/硫酸氧化体系对新疆烟煤进行氧化解聚3～6h，煤粉与氧化体系的质量体积比为1g:24mL；硫酸与硝酸的体积比为1:1
<...【技术特征摘要】
1.一种兼具高储钠容量和高初始库伦效率的低维煤基硬碳材料的制备方法，其特征在于，利用液相氧化法将新疆烟煤氧化解聚，得到氧化煤纳米片和氧化煤基石墨烯量子点；通过含胺化合物将氧化煤纳米片和氧化煤基石墨烯量子点的混合物或者氧化煤纳米片进行交联、自组装和脱氧还原，得到低维煤基前驱体；使用石墨板辅助煅烧煤基前驱体，再经高温煅烧制备出低维煤基硬碳材料。
2.根据权利要求1所述兼具高储钠容量和高初始库伦效率的低维煤基硬碳材料的制备方法，其特征在于，采用硝酸/硫酸氧化体系对新疆烟煤进行氧化解聚3～6h，煤粉与氧化体系的质量体积比为1g:24ml；硫酸与硝酸的体积比为1:1～3:1。
3.根据权利要求1所述兼具高储钠容量和高初始库伦效率的低维煤基硬碳材料的制备方法，其特征在于，所述含胺化合物为乙二胺、辛二胺、邻/间/对苯二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、聚醚胺、聚酰亚胺、哌嗪或尿素中的任一种。
4.根据权利要求1所述兼具高储钠容量和高初始库伦效率的低维煤基硬碳材料的制备方法，其特征在于，加入含胺化合物后在80～120℃...
【专利技术属性】
技术研发人员：冷昌宇，王鲁香，杨恒，李茜，肖红，
申请(专利权)人：新疆大学，
类型：发明
国别省市：
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