[發明專利]預嵌鈉硬炭材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201611237788.3
• 申請日: 2016-12-28
• 公開（公告）號: CN107644995B
• 公開（公告）日: 2020-07-31
• 發明（設計）人: 范長嶺;張翔;韓紹昌
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: H01M4/587
• 分類號: H01M4/587
• 代理公司: 成都坤倫厚樸專利代理事務所(普通合伙) 51247
• 代理人: 劉坤

1.一種鈉離子電池用的預嵌鈉硬炭材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、將硬炭活性材料、粘結劑、導電劑混合，加入溶劑攪拌均勻后得漿料，將漿料涂覆于銅箔上，干燥后制得初始硬炭材料；

S2、在惰性氣體保護氛圍下，添加電解液于初始硬炭材料上直至電解液浸濕初始硬炭材料的表面，隨后將金屬鈉片完全覆蓋于初始硬炭材料上進行預嵌鈉反應，經過一定的反應時間t，移除金屬鈉片，得預嵌鈉硬炭材料，15min＜t≤120min；

所述步驟S2中電解液中鈉鹽的摩爾濃度比為0.5mol/L～1.5mol/L，所述步驟S1中硬炭活性材料、粘結劑、導電劑的質量比為8～9∶0.5～1∶0.5～1。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟S1中硬炭活性材料為硬炭/石墨烯復合材料，所述粘結劑為聚偏氟乙烯或羧甲基纖維素，所述導電劑為Super P、乙炔黑、導電碳黑或碳納米管的一種或多種，所述溶劑為N-甲基吡咯烷酮或水。

3.根據權利要求1或2所述的制備方法，其特征在于，所述步驟S2中電解液包括溶劑和鈉鹽，其中溶劑為碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸甲丙酯、碳酸二丙酯的一種或多種，鈉鹽為NaPF₆、NaClO₄、NaAsF₆、NaBF₄、NaN(CF₃SO₂)₂、NaCF₃SO₃、NaN(FSO₂)₂、NaC(SO₂CF₃)₃中的一種或多種。

4.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述硬炭/石墨烯復合材料由以下步驟制備而成：

S1-1、將Hummers方法制得的氧化石墨烯和硬炭按照質量比為0.1～0.3∶1加入到100mL～150mL含乙醇的水溶液中混合得懸浮液Ⅰ；

S1-2、向懸浮液Ⅰ中加入聚乙烯吡咯烷酮在室溫下攪拌得懸浮液Ⅱ；

S1-3、將懸浮液Ⅱ過濾干燥后所得混合物置于惰性氣體保護氛圍下，以10℃/min的速率升溫至800℃～1100℃并保溫1h，得硬炭/石墨烯復合材料。

5.一種根據權利要求1至4任一項所述的制備方法制得的預嵌鈉硬炭材料。