[發明專利]一種低析氫碳材料及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 201911360369.2
• 申請日: 2019-12-25
• 公開（公告）號: CN113036129A
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發明（設計）人: 閻景旺;李先鋒;席耀寧;張洪章;張華民
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: H01M4/62
• 分類號: H01M4/62;H01M4/57;H01M10/06
• 代理公司: 北京元周律知識產權代理有限公司 11540
• 代理人: 張梅娟

1.一種低析氫碳材料，其特征在于，所述低析氫碳材料包括石墨化有序介孔碳，所述石墨化有序介孔碳表面負載有納米硫酸鋇和析氫抑制劑。

2.根據權利要求1所述的低析氫碳材料，其特征在于，

所述納米硫酸鋇的含量為所述石墨化有序介孔碳總質量的0.1％～99％；

所述析氫抑制劑的用量為所述析氫抑制劑與所述石墨化有序介孔碳總質量的0.1％～91％。

3.根據權利要求1所述的低析氫碳材料，其特征在于，

所述析氫抑制劑為高析氫過電位元素的單質或化合物；

所述高析氫過電位元素包括Zn、Bi、Cd、Pb、In、Sn中的至少一種；

所述化合物包括硝酸鹽、乙酸鹽、醇鹽中的至少一種。

4.根據權利要求1-3任一項所述的低析氫碳材料的制備方法，其特征在于，所述方法至少包括：

制備石墨化有序介孔碳；

將所述石墨化有序介孔碳在析氫抑制劑的溶液中浸漬混合，得到抑制析氫碳材料；

將鋇鹽與絡合劑進行絡合反應，得到鋇鹽絡合物；

采用所述鋇鹽絡合物對所述抑制析氫碳材料進行改性，得到低析氫碳材料。

5.根據權利要求4所述的低析氫碳材料的制備方法，其特征在于，

所述鋇鹽的用量占所述鋇鹽與所述碳基材料總質量的1％～65％；

所述鋇鹽為水溶性鋇鹽；

所述絡合劑為氨基多羧酸類螯合劑。

6.根據權利要求4所述的低析氫碳材料的制備方法，其特征在于，所述制備石墨化有序介孔碳，至少包括：

將碳源和模板劑分別溶于溶劑中，得到碳源溶液和模板劑溶液；

將所述碳源溶液和所述模板劑溶液混合，得到混合溶液；

將檸檬酸鐵溶于4-氨基苯酚的水溶液中，并加入混合溶液中進行反應，反應完成后，對反應產物進行干燥、碳化，得到石墨化有序介孔碳；

所述碳源溶液中，所述碳源的質量分數為0.01％～90％；

所述模板劑與所述溶劑的質量比為1～1000:20；

所述碳源與所述模板劑的質量比為0.1～10:1；

所述碳源與所述4-氨基苯酚的質量比為10～5000:1；

所述碳源與所述檸檬酸鐵的質量比為8～1000:1；

所述4-氨基苯酚水溶液中，所述4-氨基苯酚的質量分數為0.01％～80％。

7.根據權利要求4所述的低析氫碳材料的制備方法，其特征在于，所述石墨化有序介孔碳在析氫抑制劑的溶液中浸漬混合，至少包括：

將所述石墨化有序介孔碳在析氫抑制劑的溶液中浸漬混合得到浸漬產物，對所述浸漬產物進行干燥、燒結，得到抑制析氫碳材料；

所述浸漬產物的燒結參數為：氣氛保護下，在200～900℃保溫2～5h。

8.根據權利要求4所述的低析氫碳材料的制備方法，其特征在于，所述采用所述鋇鹽絡合物對所述抑制析氫碳材料進行改性，至少包括：

將所述抑制析氫碳材料加入鋇鹽絡合物中浸漬混合，得到富含鋇鹽絡合物的碳材料；

將所述富含鋇鹽絡合物的碳材料進行燒結，得到富含鋇的氧化物的碳材料；

將所述富含鋇的氧化物的碳材料與硫酸溶液反應，得到富含納米硫酸鋇的碳材料；

所述硫酸溶液的密度為1.05～1.5g/cm³；

所述硫酸溶液中硫酸的質量為所述鋇鹽與所述抑制析氫碳材料總質量的11％～37％。

9.一種低溫鉛炭電池負極鉛膏，其特征在于，包括權利要求1-3任一項所述的低析氫碳材料、根據權利要求4-8任一項所述方法制備得到的低析氫碳材料中的至少一種；

所述負極鉛膏的組分包括：鉛粉100重量份、添加劑0.1～10重量份、所述低析氫碳材料0.01～100重量份、去離子水10～21重量份、硫酸溶液4～100重量份。

10.一種低溫鉛炭電池，其特征在于，所述電池負極涂覆有權利要求9所述的負極鉛膏。