[發明專利]一種高容量/高首效的紅磷-分子篩模板碳復合負極材料及其制備方法、應用

在審

• 申請號: 202010960508.1
• 申請日: 2020-09-14
• 公開（公告）號: CN112054177A
• 公開（公告）日: 2020-12-08
• 發明（設計）人: 謝智中;胡宇飛;劉丹;屈德宇;方衎
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/38;H01M4/62;H01M10/054
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 張秋燕

1.一種高容量/高首效的紅磷-分子篩模板碳復合負極材料，其特征在于，該復合負極材料包括紅磷和分子篩模板碳，以分子篩模板碳作為紅磷的載體，紅磷以納米的形式主要沉積在分子篩模板碳的孔隙結構中。

2.根據權利要求1所述的一種高容量/高首效的紅磷-分子篩模板碳復合負極材料，其特征在于，該復合負極材料通過以下重量配比的原料制備：紅磷：30~90份；分子篩模板碳：10~70份。

3.根據權利要求1所述的一種高容量/高首效的紅磷-分子篩模板碳復合負極材料，其特征在于，分子篩模板碳為Y型沸石分子篩模板碳。

4.根據權利要求1所述的一種高容量/高首效的紅磷-分子篩模板碳復合負極材料，其特征在于，紅磷尺寸為3~5 nm，紅磷純度大于95%。

5.權利要求1所述的一種高容量/高首效的紅磷-分子篩模板碳復合負極材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

分子篩模板碳的制備：以沸石分子篩為模板，先后通過液相沉積和氣相沉積過程，經酸洗得到分子篩模板碳；

紅磷-分子篩模板碳復合材料的制備：將紅磷和分子篩模板碳封裝在真空密閉容器中，經熱處理后得到紅磷-分子篩模板碳復合材料。

6.根據權利要求5所述的一種高容量/高首效的紅磷-分子篩模板碳復合負極材料中分子篩模板碳的制備方法，其特征在于，液相沉積是通過真空浸漬的方法將糠醇沉積到沸石分子篩的孔隙結構中。

7.根據權利要求3所述的一種高容量/高首效的紅磷-分子篩模板碳復合負極材料中分子篩模板碳的制備方法，其特征在于，氣相沉積分成三個階段，第一階段在保護氣氣氛下加熱溫度為100~300 oC，加熱時間為1~10 h；第二階段切換至碳源氣體氣氛，加熱溫度為600~900 oC，加熱時間為1~10 h；第三階段切換至保護氣氣氛，加熱溫度為600~1100 oC，加熱時間為1~10 h。

8.根據權利要求7所述的一種高容量/高首效的紅磷-分子篩模板碳復合負極材料中分子篩模板碳的制備方法，其特征在于，保護氣為氦氣、氬氣和氮氣中的一種；碳源氣體為乙烯、丙烯、丁烯和乙炔中的一種。

9.根據權利要求5所述的一種高容量/高首效的紅磷-分子篩模板碳復合負極材料的制備方法，其特征在于，熱處理過程包括兩個階段，第一階段加熱溫度為400~700 oC，加熱時間為1~10 h；第二階段自然降溫至240~300 oC，加熱時間為8~48 h。

10.權利要求1所述的一種高容量/高首效的紅磷-分子篩模板碳復合負極材料作為鈉離子電池和鉀離子電池負極的應用。