[發明專利]一種碳納米片材料的制備方法及其在鈉離子電池中的應用

有效

• 申請號: 201711261632.3
• 申請日: 2017-12-04
• 公開（公告）號: CN107895797B
• 公開（公告）日: 2020-08-18
• 發明（設計）人: 張治安;尹盟;陳玉祥;賴延清;張凱
• 申請（專利權）人: 中南大學深圳研究院
• 主分類號: H01M4/583
• 分類號: H01M4/583;H01M4/133
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所(普通合伙) 43114
• 代理人: 魏娟

1.一種碳納米片材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一

以酚醛樹脂作為碳源溶于無水乙醇或二甲基甲酰胺中，加入KCl攪拌形成懸濁液，將懸濁液進行水熱反應，反應完后，第一次固液分離得固體顆粒A，洗滌、干燥即獲得碳納米片材料前驅體；

所述懸濁液中，所述酚醛樹脂與KCl的質量比為2～6：1；

所述水熱反應的反應溫度為160℃～220℃，反應時間為16h～24h；

步驟二

將步驟一所得碳納米片材料前驅體；置于過渡金屬鹽溶液中獲得混合濁液，攪拌，第二次固液分離得固體顆粒B、干燥，即得吸附過渡金屬離子的碳納米片材料前驅體；

所述碳納米片材料前驅體在過渡金屬鹽水溶液中的質量分數為1wt％～15wt％；

步驟三

將步驟二所得吸附過渡金屬離子的碳納米片材料前驅體；在惰性氣氛保護下碳化得粗產物，所述碳化溫度為800℃～1200℃，將粗產物洗滌、干燥即得產物碳納米片材料，

所述碳納米片材料由石墨化碳和無定型碳納米片組成，石墨化碳均勻彌散在無定型的碳納米片上，所述碳納米片材料的厚度為50nm～500nm，所述碳納米片材料的比表面積為100m²/g～1200m²/g。

2.根據權利要求1所述的一種碳納米片材料的制備方法，其特征在于，步驟一中，所述懸濁液中酚醛樹脂的質量分數為15wt％～30wt％。

3.根據權利要求1所述的一種碳納米片材料的制備方法，其特征在于，步驟一中，所述水熱反應的反應溫度為160℃～180℃，反應時間為16h～18h。

4.根據權利要求1所述的一種碳納米片材料的制備方法，其特征在于，步驟二中，所述過渡金屬鹽溶液選自氯化鐵溶液，硝酸鈷溶液，硫酸銅溶液中的至少一種，所述過渡金屬鹽溶液的濃度為1mol/L～3mol/L。

5.根據權利要求1所述的一種碳納米片材料的制備方法，其特征在于，步驟二中，所述攪拌的時間為16h～24h；

步驟二中，所述碳納米片材料前驅體在過渡金屬鹽水溶液中的質量分數為4wt％～8wt％。

6.根據權利要求1所述的一種碳納米片材料的制備方法，其特征在于，步驟三中，所述碳化的溫度為800℃～900℃，碳化的時間為1h～4h，所述碳化的升溫速率為1℃/min～10℃/min。

7.根據權利要求1所述的一種碳納米片材料的制備方法，其特征在于，所述碳納米片材料的比表面積為400m²/g～800m²/g。

8.一種碳納米片材料在鈉離子電池中的應用，其特征在于，將上述權利要求1-7任意一項所述碳鈉米片材料作為鈉離子電池負極材料應用于鈉離子電池中。