[發(fā)明專(zhuān)利]一種三維石墨烯-C3 有效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 202011300829.5 | 申請(qǐng)日： | 2020-11-19 |
| 公開(kāi)（公告）號(hào)： | CN112421005B | 公開(kāi)（公告）日： | 2021-11-05 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 宮勇吉;翟朋博;江華寧 | 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人： | 北京航空航天大學(xué) |
| 主分類(lèi)號(hào)： | H01M4/36 | 分類(lèi)號(hào)： | H01M4/36;H01M4/583;H01M4/62;H01M10/0525;C01B32/182 |
| 代理公司： | 北京方圓嘉禾知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11385 | 代理人： | 任霜 |
| 地址： | 100191*** | 國(guó)省代碼： | 北京;11 |
| 權(quán)利要求書(shū)： | 查看更多 | 說(shuō)明書(shū)： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 三維 石墨 base sub | ||
本發(fā)明提供了一種三維石墨烯?C3N4復(fù)合材料及其制備方法和應(yīng)用、半電池，屬于鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明使用三維石墨烯骨架作為三維鋰金屬電極基底，使用雙氰胺作為合成C3N4的前驅(qū)體，通過(guò)冷凍干燥?煅燒的方法，在氧化石墨烯還原的同時(shí)，在其表面原位生長(zhǎng)一層C3N4薄膜，構(gòu)成石墨烯?C3N4異質(zhì)結(jié)界面。原生長(zhǎng)的方式使C3N4層與石墨烯基底之間實(shí)現(xiàn)了牢固的結(jié)合，提高穩(wěn)定性；同時(shí)C3N4層特有的孔道結(jié)構(gòu)能夠保證Li離子的快速穿過(guò)，能夠作為性能優(yōu)異的人工SEI層，改善鋰金屬負(fù)極的界面穩(wěn)定性，提高電化學(xué)性能。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種三維石墨烯-C3N4復(fù)合材料及其制備方法和應(yīng)用、半電池。
背景技術(shù)
目前，商用化鋰離子電池負(fù)極為石墨，其工作原理為鋰離子在石墨晶格中的插層，理論比容量為372mAh/g；隨著電動(dòng)汽車(chē)等行業(yè)的發(fā)展，石墨負(fù)極無(wú)法滿足高容量的需求。鋰金屬具有最低的電化學(xué)電位(-3.04V vs.RHE)，最高的理論比容量(3860mAh/g)，從而成為最理想的鋰電池負(fù)極選擇。然而，鋰金屬負(fù)極在使用過(guò)程中，存在鋰枝晶生長(zhǎng)，電解液與鋰金屬之間副反應(yīng)嚴(yán)重等問(wèn)題，限制其實(shí)際應(yīng)用。設(shè)計(jì)具有三維結(jié)構(gòu)的鋰金屬沉積基底有利于降低局域電流密度，在一定程度上抑制鋰枝晶的生長(zhǎng)。基于這一構(gòu)想，許多有關(guān)三維結(jié)構(gòu)的電極材料(例如泡沫鎳，泡沫銅，三維石墨烯泡沫等)得到廣泛研究。然而由于鋰金屬具有極強(qiáng)的還原性，導(dǎo)致電解液的分解，從而在電極表面生成固態(tài)電解質(zhì)層(SEI層)。由于三維電極比表面積大，與二維材料之間無(wú)法形成均勻且結(jié)合緊密的界面的問(wèn)題，這種自然形成的SEI層具有不穩(wěn)定性，無(wú)法有效緩解鋰金屬與電解液之間發(fā)生的劇烈的副反應(yīng)。
發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種三維石墨烯-C3N4復(fù)合材料及其制備方法和應(yīng)用、半電池。本發(fā)明制得的三維石墨烯-C3N4復(fù)合材料構(gòu)成石墨烯 -C3N4異質(zhì)結(jié)界面，原生長(zhǎng)的方式使C3N4層與石墨烯基底之間實(shí)現(xiàn)了牢固的結(jié)合，提高了SEI層的穩(wěn)定性。
為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：
本發(fā)明提供了一種三維石墨烯-C3N4復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟；
將氧化石墨烯分散液與雙氰胺混合，得到混合溶液；
將所述混合溶液進(jìn)行冷凍干燥，得到固態(tài)前驅(qū)體粉末；
在Ar氣氛下，對(duì)所述固態(tài)前驅(qū)體粉末進(jìn)行煅燒，得到所述三維石墨烯 -C3N4復(fù)合材料。
優(yōu)選地，所述氧化石墨烯分散液中的氧化石墨烯與雙氰胺的質(zhì)量比為 5～10:10～60。
優(yōu)選地，所述冷凍干燥的溫度為-40～-60℃，真空度為1～30Pa，時(shí)間為 12～40h。
優(yōu)選地，所述煅燒的溫度為500～700℃，保溫時(shí)間為1～4h。
優(yōu)選地，升溫至所述煅燒的溫度的升溫速率為2～10℃/min。
本發(fā)明還提供了上述技術(shù)方案所述制備方法制得的三維石墨烯-C3N4復(fù)合材料，包括石墨烯骨架和C3N4層，所述C3N4層負(fù)載在所述石墨烯骨架的表面。
該專(zhuān)利技術(shù)資料僅供研究查看技術(shù)是否侵權(quán)等信息，商用須獲得專(zhuān)利權(quán)人授權(quán)。該專(zhuān)利全部權(quán)利屬于北京航空航天大學(xué)，未經(jīng)北京航空航天大學(xué)許可，擅自商用是侵權(quán)行為。如果您想購(gòu)買(mǎi)此專(zhuān)利、獲得商業(yè)授權(quán)和技術(shù)合作，請(qǐng)聯(lián)系【客服】
本文鏈接：http://www.szxzyx.cn/pat/books/202011300829.5/2.html，轉(zhuǎn)載請(qǐng)聲明來(lái)源鉆瓜專(zhuān)利網(wǎng)。
- 上一篇：一種觸控變色膜顯示裝置及顯示方法
- 下一篇：一種油墨印刷輥
- 一種三維彩色物品制作方法
- 三維內(nèi)容顯示的方法、裝置和系統(tǒng)
- 三維對(duì)象搜索方法、裝置及系統(tǒng)
- 三維會(huì)話數(shù)據(jù)展示方法、裝置、存儲(chǔ)介質(zhì)和計(jì)算機(jī)設(shè)備
- 一種三維模型處理方法、裝置、計(jì)算機(jī)設(shè)備和存儲(chǔ)介質(zhì)
- 用于基于分布式賬本技術(shù)的三維打印的去中心化供應(yīng)鏈
- 標(biāo)記數(shù)據(jù)的獲取方法及裝置、訓(xùn)練方法及裝置、醫(yī)療設(shè)備
- 一種基于5G網(wǎng)絡(luò)的光場(chǎng)三維浸入式體驗(yàn)信息傳輸方法及系統(tǒng)
- 用于機(jī)器人生產(chǎn)系統(tǒng)仿真的三維場(chǎng)景管理與文件存儲(chǔ)方法
- 基于三維形狀知識(shí)圖譜的三維模型檢索方法及裝置
- 一種Nd<sub>2</sub>O<sub>3</sub>-Yb<sub>2</sub>O<sub>3</sub>改性的La<sub>2</sub>Zr<sub>2</sub>O<sub>7</sub>-(Zr<sub>0.92</sub>Y<sub>0.08</sub>)O<sub>1.96</sub>復(fù)相熱障涂層材料
- 無(wú)鉛[(Na<sub>0.57</sub>K<sub>0.43</sub>)<sub>0.94</sub>Li<sub>0.06</sub>][(Nb<sub>0.94</sub>Sb<sub>0.06</sub>)<sub>0.95</sub>Ta<sub>0.05</sub>]O<sub>3</sub>納米管及其制備方法
- 磁性材料HN(C<sub>2</sub>H<sub>5</sub>)<sub>3</sub>·[Co<sub>4</sub>Na<sub>3</sub>(heb)<sub>6</sub>(N<sub>3</sub>)<sub>6</sub>]及合成方法
- 磁性材料[Co<sub>2</sub>Na<sub>2</sub>(hmb)<sub>4</sub>(N<sub>3</sub>)<sub>2</sub>(CH<sub>3</sub>CN)<sub>2</sub>]·(CH<sub>3</sub>CN)<sub>2</sub> 及合成方法
- 一種Bi<sub>0.90</sub>Er<sub>0.10</sub>Fe<sub>0.96</sub>Co<sub>0.02</sub>Mn<sub>0.02</sub>O<sub>3</sub>/Mn<sub>1-x</sub>Co<sub>x</sub>Fe<sub>2</sub>O<sub>4</sub> 復(fù)合膜及其制備方法
- Bi<sub>2</sub>O<sub>3</sub>-TeO<sub>2</sub>-SiO<sub>2</sub>-WO<sub>3</sub>系玻璃
- 熒光材料[Cu<sub>2</sub>Na<sub>2</sub>(mtyp)<sub>2</sub>(CH<sub>3</sub>COO)<sub>2</sub>(H<sub>2</sub>O)<sub>3</sub>]<sub>n</sub>及合成方法
- 一種(Y<sub>1</sub>-<sub>x</sub>Ln<sub>x</sub>)<sub>2</sub>(MoO<sub>4</sub>)<sub>3</sub>薄膜的直接制備方法
- 熒光材料(CH<sub>2</sub>NH<sub>3</sub>)<sub>2</sub>ZnI<sub>4</sub>
- Li<sub>1.2</sub>Ni<sub>0.13</sub>Co<sub>0.13</sub>Mn<sub>0.54</sub>O<sub>2</sub>/Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>復(fù)合材料的制備方法
