[發(fā)明專利]穩(wěn)定組分修飾的高比表面積碳負極材料及其制備方法及應(yīng)用其的鈉離子電池

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201811333625.4
• 申請日: 2018-11-09
• 公開（公告）號: CN109626361A
• 公開（公告）日: 2019-04-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 呂偉;林喬偉;張俊;楊全紅;康飛宇
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)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(chǎn)權(quán)代理有限公司 44311
• 代理人: 曾昭毅;鄭海威

1.一種穩(wěn)定組分修飾的高比表面積碳負極材料，其特征在于，所述穩(wěn)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(wěn)定組分修飾的高比表面積碳負極材料包括穩(wěn)定組分和碳負極材料，所述穩(wěn)定組分修飾所述碳負極材料的缺陷，所述穩(wěn)定組分與所述碳負極材料通過化學(xué)鍵結(jié)合，化學(xué)鍵位于所述碳負極材料缺陷位上，所述穩(wěn)定組分質(zhì)量為所述穩(wěn)定組分修飾的高比表面積碳負極材料總質(zhì)量的0.1wt％～20.2wt％。

2.如權(quán)利要求1所述的穩(wěn)定組分修飾的高比表面積碳負極材料，其特征在于，所述穩(wěn)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(quán)利要求1所述的穩(wěn)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(quán)利要求1所述的穩(wěn)定組分修飾的高比表面積碳負極材料，其特征在于，所述穩(wěn)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(quán)利要求4所述的穩(wěn)定組分修飾的高比表面積碳負極材料，其特征在于，所述穩(wěn)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(wěn)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(wěn)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(wěn)定組分的質(zhì)量為所述穩(wěn)定組分修飾的高比表面積碳負極材料總質(zhì)量的2wt％～10wt％。

6.如權(quán)利要求1所述的穩(wěn)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(zhì)原子取代缺陷、碳邊緣缺陷、位錯中的至少一種。

7.一種穩(wěn)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(wěn)定劑前驅(qū)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(qū)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(chǎn)物；

在惰性氣體氣氛下將所述中間產(chǎn)物進行熱處理，使得所述穩(wěn)定劑前驅(qū)體中的金屬離子與所述負極前驅(qū)體在所述負極前驅(qū)體的缺陷處以化學(xué)鍵的形式結(jié)合，得到穩(wěn)定組分修飾的高比表面積碳負極材料，所述穩(wěn)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(quán)利要求7所述的穩(wěn)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(qū)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(qū)體為比表面積大于20m²g^-1。

9.如權(quán)利要求7所述的穩(wěn)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(wěn)定劑前驅(qū)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(wěn)定劑前驅(qū)體與所述負極前驅(qū)體的質(zhì)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(quán)利要求7至9中任一項所述制備方法得到的穩(wěn)定組分修飾的高比表面積碳負極材料。