[發明專利]復合儲能材料及其制備方法、電極材料、儲能裝置

有效

• 申請號: 202010902798.4
• 申請日: 2020-09-03
• 公開（公告）號: CN112216517B
• 公開（公告）日: 2022-11-11
• 發明（設計）人: 李振國;周冰潔;任曉寧;邵元凱;孔祥辰;李凱祥;呂叢杰;吳撼明
• 申請（專利權）人: 中國汽車技術研究中心有限公司;中汽研（天津）汽車工程研究院有限公司
• 主分類號: H01G11/24
• 分類號: H01G11/24;H01G11/30;H01G11/32;H01G11/86
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種復合儲能材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)制備尺寸均一的100nm硅球：將12mL去離子水、42mL無水乙醇、2.4mL氨水混合于圓底燒瓶中，磁力攪拌均勻，攪拌速度為500rpm，制得第一溶液；再將12mL正硅酸乙酯與30mL無水乙醇混合攪拌均勻，制得第二溶液；將第二溶液迅速倒入攪拌中的第一溶液中，并注意此過程避免第二溶液接觸燒瓶壁，持續攪拌2min后，將攪拌速度降低至300rpm，封住燒瓶口，在30℃下攪拌反應24h后，即得100nm硅球溶液；

2)取步驟1)制備好的100nm硅球溶液60mL于圓底燒瓶中，加入2.4mL 12nm硅球，攪拌均勻；隨后向硅球混合液中加入三羥甲基氨基甲烷緩沖溶液，調節pH至8.5，然后在持續攪拌下加入0.84g多巴胺，密封條件下于30℃攪拌24h；將反應完的混合液在室溫下充分揮發，得到固體，將其置于管式爐中，在氮氣氣氛中先以1℃/min的升溫速率升至400℃并保持2h，再以5℃/min的升溫速率升至900℃并保持3h，得到含有硅模板的摻雜氮的碳材料；將其置于90℃的3mol/L氫氧化鈉溶液中，重復多次，再用蒸餾水、乙醇多次洗滌過濾，于真空干燥箱中干燥得到NC材料；

3)將木質素溶解于乙腈與水的混合溶液中，其中，乙腈與水的體積比為7:3，制得60mL的5mg mL^-1的KL溶液，再在上述溶液中加入30mg NC，得到KL/NC懸浮液；將懸浮液在磁力攪拌30min，并在超聲波儀中超聲5min，然后將懸浮液在離心機中以9000rmp離心15min，倒掉上層清液，于干燥箱中烘干12h，得到KL/NC材料，該KL/NC材料即為所述復合儲能材料。

2.一種復合儲能材料，其特征在于，采用權利要求1所述的方法制得，所述材料包括多級孔氮氧碳材料以及負載于所述多級孔氮氧碳材料上的木質素材料；所述多級孔氮氧碳材料包括氮氧碳材料、大孔和介孔，所述大孔分布于所述氮氧碳材料中，所述介孔分布于所述大孔周圍；所述木質素材料包括木質素；

所述多級孔氮氧碳材料中的氮的占比為2.63％，氧的占比為10.13％；

所述復合儲能材料的比表面積為422.34m²/g；

所述大孔和所述介孔的比表面積之和占所述復合儲能材料的比表面積的75.45％；

所述復合儲能材料中總孔體積為0.904cm³/g；

所述大孔和所述介孔的體積之和占所述復合儲能材料體積的93.58％。

3.一種電極材料，其特征在于，包括權利要求2所述的復合儲能材料。

4.根據權利要求3所述的電極材料，其特征在于，所述電極材料為正極材料或負極材料。

5.一種儲能裝置，其特征在于，包括權利要求3或4所述的電極材料。