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管状多孔硬碳/纳米金刚石低温钠电负极材料及制备方法技术

技术编号:45548108 阅读:16 留言:0更新日期:2025-06-17 18:21
本发明专利技术的管状多孔硬碳/纳米金刚石低温钠电负极材料及制备方法属于低温钠离子电池负极材料技术领域。本发明专利技术以生物质香蒲草为碳源,添加纳米金刚石,通过高温煅烧的方法,合成了管状多孔硬碳复合纳米金刚石(CG‑ND)。当CG‑ND应用于钠离子电池的负极时,在室温和低温下均展示出良好的循环稳定性,具有高比容量以及长循环稳定性。本发明专利技术所采用的制备方法具有过程简单、易于实现、容易放大等优点,有望未来大规模生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于低温钠离子电池负极材料,具体涉及一种管状多孔硬碳/纳米金刚石低温钠离子电池负极材料及其制备方法。


技术介绍

1、钠离子电池作为下一代大规模储能系统的理想候选者受到了广泛关注,但在寒冷或高海拔地区中应用时,其容量表现和长期循环稳定性仍面临很大的挑战。负极材料作为钠离子电池的重要组成部分之一,对钠离子电池的低温性能具有显著影响。目前为止,有关钠离子电池阳极材料的研究主要集中在碳基材料、钛基材料、合金金属材料和过渡金属化合物材料。其中,碳基材料在插入和提取钠离子的过程中表现出最小的体积变化,这有利于在低温下保证钠离子电池的安全稳定运行。因此,这一特性使碳基材料,特别是硬碳,成为钠离子电池负极的首选。

2、生物碳材料作为硬碳的一种,因其原料丰富、合成简单、成本低、环境可持续性等优点而备受青睐,是一种很有前景的钠离子电池阳极材料。同时,一些生物质碳材料具有天然的多孔结构,其高表面积和开放的孔隙通道可以促进表面电荷存储以及提供电化学反应的活性位点。然而,在低温下,生物质碳负极目前仍面临着电荷转移电阻增加和反应活化能升高等问题,从而导致的电池容本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种管状多孔硬碳/纳米金刚石低温钠电负极材料,其特征在于,硬碳表面具有多孔以及管状结构,单个颗粒尺寸为20~30μm,纳米金刚石分布在颗粒表面形成管状多孔硬碳/纳米金刚石复合结构。

2.一种权利要求所述的管状多孔硬碳/纳米金刚石低温钠电负极材料的制备方法,步骤如下:

3.根据权利要求2所述的一种管状多孔硬碳/纳米金刚石低温钠电负极材料的制备方法,其特征在于,步骤5)碳化处理时的升温速率为5℃/min。

4.一种权利要求1所述的管状多孔硬碳/纳米金刚石低温钠电负极材料的用途,其特征在于,使用所述管状多孔硬碳/纳米金刚石低温钠电负极材料制备钠离子电池负...

【技术特征摘要】

1.一种管状多孔硬碳/纳米金刚石低温钠电负极材料,其特征在于,硬碳表面具有多孔以及管状结构,单个颗粒尺寸为20~30μm,纳米金刚石分布在颗粒表面形成管状多孔硬碳/纳米金刚石复合结构。

2.一种权利要求所述的管状多孔硬碳/纳米金刚石低温钠电负极材料的制备方法,步骤如下:

3.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员:李红东赵明玉成绍恒刘钧松高楠张鑫
申请(专利权)人:吉林大学
类型:发明
国别省市:

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