[發明專利]一種鉛碳電池用氮摻雜分級多孔碳材料及其制備方法在審
| 申請號： | 202010205383.1 | 申請日： | 2020-03-23 |
| 公開（公告）號： | CN111302326A | 公開（公告）日： | 2020-06-19 |
| 發明（設計）人： | 李新祿;鄧應雄;李斌;張賢清 | 申請（專利權）人： | 江蘇瑞添意電源科技有限公司 |
| 主分類號： | C01B32/05 | 分類號： | C01B32/05;H01M4/583;H01M4/62;H01M10/12 |
| 代理公司： | 石家莊德皓專利代理事務所(普通合伙) 13129 | 代理人： | 楊瑞龍 |
| 地址： | 222324 江蘇省連*** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 電池 摻雜 分級 多孔 材料 及其 制備 方法 | ||
1.一種鉛碳電池用氮摻雜分級多孔碳材料，其特征在于，包括以下組分及其質量百分數的原料：碳源75～99%、氮源1～25%；
所述碳源為葡萄糖、淀粉、蔗糖、檸檬酸、瀝青、酚醛樹脂或豆粕；
所述氮源為尿素、三聚氰胺、雙氰胺、乙二胺或多巴胺。
2.根據權利要求1所述的一種鉛碳電池用氮摻雜分級多孔碳材料，其特征在于，制備氮摻雜分級多孔碳材料所需的可溶性鹽模板的組分及其質量百分數為：
（1）單鹽模板：以一種可溶性鹽為模板，所述可溶性鹽為XCl、X2CO3或X2SiO3；
（2）雙鹽模板：以兩種可溶性鹽為模板，所述可溶性鹽為XCl和X2CO3、XCl和X2SiO3、X2CO3和X2SiO3；
質量百分數為：XCl50～99%和X2CO31～50%；XCl50～99%和X2SiO31～50% ；X2CO350～99%和X2SiO31～50%；
（3）三鹽模板：以三種可溶性鹽為模板，所述可溶性鹽為XCl、X2CO3和X2SiO3；質量百分數為XCl34～98%、X2CO31～33%、X2SiO31～33%。
3.根據權利要求2所述的一種鉛碳電池用氮摻雜分級多孔碳材料，其特征在于，單鹽模板、雙鹽模板和三鹽模板中的X均為Na或K。
4.一種鉛碳電池用氮摻雜分級多孔碳材料的制備方法，其特征在于，制備過程如下：
（1）液相混合：碳源、氮源和可溶性鹽模板溶解在去離子水當中，得到混合溶液A；
（2）冷凍干燥：將步驟（1）所得的混合溶液A置于-50～-80℃、真空度為1～10Pa下冷凍干燥4～24小時得到固體混合物B；
（3）研磨：將步驟（2）所得的固體混合物B進行研磨得到固體粉末C；
（4）高溫碳化：將步驟（3）所得的固體粉末C在惰性氣體中加熱至600～800℃，并保溫2～6小時，冷卻至室溫后即可得到固體粉末D；
（5）水洗、干燥：將步驟（4）所得的固體粉末D用去離子水進行浸泡洗滌、抽濾，最后將抽濾所得的產物在80～120℃的鼓風干燥箱中干燥4～24小時制備得到氮摻雜分級多孔碳材料。
5.根據權利要求4所述的一種鉛碳電池用氮摻雜分級多孔碳材料的制備方法，其特征在于，所述步驟（1）碳源和可溶性鹽模板的質量比為1～50%∶50～99%；碳源的質量和去離子水的體積之比為 1～2g∶75ml。
6.根據權利要求4所述的一種鉛碳電池用氮摻雜分級多孔碳材料的制備方法，其特征在于，所述步驟（3）固體粉末C的顆粒大小為80-120目。
7.根據權利要求4所述的一種鉛碳電池用氮摻雜分級多孔碳材料的制備方法，其特征在于，所述步驟（4）惰性氣體為高純氮氣、氦氣或氬氣。
8.根據權利要求4所述的一種鉛碳電池用氮摻雜分級多孔碳材料的制備方法，其特征在于，所述步驟（5）中固體粉末D的質量和去離子水的體積之比為：0.5～1g∶100ml；浸泡時間為1～2小時。
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