[發明專利]穩定組分修飾的高比表面積碳負極材料及其制備方法及應用其的鈉離子電池

在審

• 申請號: 201811333625.4
• 申請日: 2018-11-09
• 公開（公告）號: CN109626361A
• 公開（公告）日: 2019-04-16
• 發明（設計）人: 呂偉;林喬偉;張俊;楊全紅;康飛宇
• 申請（專利權）人: 清華大學深圳研究生院
• 主分類號: C01B32/184
• 分類號: C01B32/184;C01B32/194;H01M4/36;H01M4/587;H01M4/62;H01M10/054
• 代理公司: 深圳市鼎言知識產權代理有限公司 44311
• 代理人: 曾昭毅;鄭海威

1.一種穩定組分修飾的高比表面積碳負極材料，其特征在于，所述穩定組分修飾的高比表面積碳負極材料的比表面積大于5m²g^-1，所述穩定組分修飾的高比表面積碳負極材料包括穩定組分和碳負極材料，所述穩定組分修飾所述碳負極材料的缺陷，所述穩定組分與所述碳負極材料通過化學鍵結合，化學鍵位于所述碳負極材料缺陷位上，所述穩定組分質量為所述穩定組分修飾的高比表面積碳負極材料總質量的0.1wt％～20.2wt％。

2.如權利要求1所述的穩定組分修飾的高比表面積碳負極材料，其特征在于，所述穩定組分修飾的高比表面積碳負極材料的比表面積大于20m²g^-1。

3.如權利要求1所述的穩定組分修飾的高比表面積碳負極材料，其特征在于，所述碳負極材料包括石墨烯、石墨烯宏觀體、硬碳、軟碳或多孔碳中的至少一種。

4.如權利要求1所述的穩定組分修飾的高比表面積碳負極材料，其特征在于，所述穩定組分包括金屬氧化物、金屬硫化物或金屬硒化物中的至少一種。

5.如權利要求4所述的穩定組分修飾的高比表面積碳負極材料，其特征在于，所述穩定組分中的金屬氧化物包括氧化鋁、氧化鈦、氧化錫、氧化銅、氧化銀中的至少一種，所述穩定組分中的金屬硫化物包括硫化錫、二硫化鈷、二硫化鉬中的至少一種，所述穩定組分中的金屬硒化物包括二硒化鈷、硒化鋅中的至少一種，所述穩定組分的質量為所述穩定組分修飾的高比表面積碳負極材料總質量的2wt％～10wt％。

6.如權利要求1所述的穩定組分修飾的高比表面積碳負極材料，其特征在于，所述碳負極材料的缺陷包括單空位缺陷、多空位缺陷、官能團、異質原子取代缺陷、碳邊緣缺陷、位錯中的至少一種。

7.一種穩定組分修飾的高比表面積碳負極材料的制備方法，包括以下步驟：

將穩定劑前驅體加入包括無水乙醇與水的混合溶劑中得到一混合液，將負極前驅體加入所述混合液中獲得一混合物，對所述混合物進行攪拌、靜置后過濾以獲得一中間產物；

在惰性氣體氣氛下將所述中間產物進行熱處理，使得所述穩定劑前驅體中的金屬離子與所述負極前驅體在所述負極前驅體的缺陷處以化學鍵的形式結合，得到穩定組分修飾的高比表面積碳負極材料，所述穩定組分修飾的高比表面積碳負極材料的比表面積大于5m²g^-1。

8.如權利要求7所述的穩定組分修飾的高比表面積碳負極材料的制備方法，其特征在于，所述負極前驅體包括石墨烯、石墨烯宏觀體、硬碳、軟碳或多孔碳中的至少一種，所述負極前驅體為比表面積大于20m²g^-1。

9.如權利要求7所述的穩定組分修飾的高比表面積碳負極材料的制備方法，其特征在于，所述穩定劑前驅體包含四氯化鈦、硫酸亞錫、氯化亞錫、氯化銅、硫酸銅、硝酸銅、硝酸銀、氟化銀、硝酸鋁、氯化鋁、硫酸鋁或可溶性有機鋁鹽中的至少一種，所述的穩定劑前驅體與所述負極前驅體的質量比的取值范圍為0.01至100。

10.一種鈉離子電池，其特征在于，包括負極材料，所述負極材料包括采用權利要求7至9中任一項所述制備方法得到的穩定組分修飾的高比表面積碳負極材料。