[發(fā)明專利]一種鈉離子電池硫摻雜多孔碳材料及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610319170.5
• 申請(qǐng)日: 2016-05-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105810914B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-02-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張治安;史曉東;宋俊肖;賴延清;李劼;張凱
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中南大學(xué)
• 主分類號(hào): H01M4/36
• 分類號(hào): H01M4/36;H01M4/587;H01M4/62;H01M10/054
• 代理公司: 長(zhǎng)沙市融智專利事務(wù)所43114
• 代理人: 魏娟

1.制備鈉離子電池硫摻雜多孔碳負(fù)極材料的方法，其特征在于：將金屬無(wú)機(jī)鹽與有機(jī)配體通過(guò)原位生長(zhǎng)法制備金屬有機(jī)框架材料；所述的金屬有機(jī)框架材料與硫粉通過(guò)研磨混合后，置于惰性氣體下，先在100℃～200℃低溫?zé)崽幚?，再?00℃～1200℃高溫碳化，碳化產(chǎn)物經(jīng)洗滌、干燥，即得鈉離子電池硫摻雜多孔碳負(fù)極材料；

所述的鈉離子電池硫摻雜多孔碳負(fù)極材料由硫通過(guò)化學(xué)摻雜在碳材料中構(gòu)成，所述碳材料具有疏松多孔的海綿狀結(jié)構(gòu)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備鈉離子電池硫摻雜多孔碳負(fù)極材料的方法，其特征在于：所述金屬無(wú)機(jī)鹽與有機(jī)配體在有機(jī)溶劑中攪拌反應(yīng)12～24h，得到金屬有機(jī)框架材料。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備鈉離子電池硫摻雜多孔碳負(fù)極材料的方法，其特征在于：

金屬無(wú)機(jī)鹽與有機(jī)配體的摩爾比為1:5～1:10；

金屬無(wú)機(jī)鹽與有機(jī)溶劑的摩爾比為1:500～1:900。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備鈉離子電池硫摻雜多孔碳負(fù)極材料的方法，其特征在于：

所述的金屬無(wú)機(jī)鹽為硝酸鋅、硫酸鋅、乙酸鋅、氯化鋅中的至少一種；

所述的有機(jī)配體為二甲基咪唑和/或?qū)Ρ蕉姿幔?/p>

所述的有機(jī)溶劑為甲醇和/或二甲基甲酰胺。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備鈉離子電池硫摻雜多孔碳負(fù)極材料的方法，其特征在于：低溫?zé)崽幚頃r(shí)間為2～5h；高溫碳化時(shí)間為3～7h。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備鈉離子電池硫摻雜多孔碳負(fù)極材料的方法，其特征在于：所述硫粉與金屬有機(jī)框架材料的質(zhì)量比為1:5～5:1。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備鈉離子電池硫摻雜多孔碳負(fù)極材料的方法，其特征在于：

所述高溫碳化產(chǎn)物采用稀酸溶液與水反復(fù)洗滌后，置于50～80℃溫度條件下，真空干燥8～12h；

所述的稀酸溶液為稀鹽酸、稀硫酸、稀硝酸中的至少一種。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備鈉離子電池硫摻雜多孔碳負(fù)極材料的方法，其特征在于：所述的碳材料中硫元素的摻雜量為0.1wt.％～2.5wt.％。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備鈉離子電池硫摻雜多孔碳負(fù)極材料的方法，其特征在于：所述的碳材料為微米級(jí)六面體結(jié)構(gòu)，尺寸為1～5μm。