[發明專利]一種硫摻雜富氮碳材料的制備方法、電極及其在鈉/鉀離子電池中的應用

有效

• 申請號: 202010078293.0
• 申請日: 2020-02-03
• 公開（公告）號: CN111313020B
• 公開（公告）日: 2022-07-19
• 發明（設計）人: 王煥磊;陶琳;楊云鵬
• 申請（專利權）人: 中國海洋大學
• 主分類號: H01M4/583
• 分類號: H01M4/583;H01M4/133;H01M10/054;C01B32/318
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1.一種硫摻雜富氮碳材料的制備方法，其特征在于，所述硫摻雜富氮碳材料具有三維碳納米片狀結構；所述硫摻雜富氮碳材料用作鈉/鉀離子電池的負極；

包含如下的步驟：

(1) 選擇使用的碳前驅體以及硫摻雜劑；所使用的碳前驅體是聚丙烯酸-丙烯酰胺鉀鹽；所使用的硫摻雜劑為五水合硫代硫酸鈉；

(2) 預處理：對碳前驅體進行摻硫處理，首先配制Na2S2O3 5H2O水溶液，將7.75gNa2S2O3 5H2O加入到30mL 去離子水中，攪拌使其充分溶解，形成澄清溶液；將1g聚丙烯酸-丙烯酰胺鉀鹽加入到上述溶液中，攪拌使溶液被完全吸附，形成透明的凝膠；在強烈攪拌下，逐滴加入20mL稀鹽酸后，該透明凝膠變成黃色，繼續攪拌1h使反應充分進行，然后冷凍干燥72h，得到預處理后的碳前驅體；

(3) 碳化：將上述干燥的產物在惰性氣氛下先進行低溫預燒，再高溫碳化活化；

(4) 清洗：將上述碳化后的樣品進行清洗去除雜質，干燥后得到硫摻雜富氮碳材料。

2.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，

在步驟（3）中，預燒溫度和保溫時間是280℃、1h，碳化溫度和保溫時間為800℃、2h，升溫速率均為3℃ min-1。

3.如權利要求1-2任一項所述的制備方法，其特征在于，

步驟（4）中，將碳化后的樣品分別在稀鹽酸、去離子水中充分清洗去除雜質，在烘箱中80 ℃干燥12h之后得到硫摻雜富氮碳材料。

4.一種電極，其特征在于，

該電極的材料包含硫摻雜富氮碳材料，所述硫摻雜富氮碳材料由權利要求1-3任一項所述的制備方法制備。

5.一種硫摻雜富氮碳材料在鈉/鉀離子電池中的應用，其特征在于，

所述硫摻雜富氮碳材料由權利要求1-3任一項所述的制備方法制備。