[發(fā)明專利]碳包覆碳化鉬的制備方法、碳包覆碳化鉬及其應(yīng)用

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202310044550.2
• 申請(qǐng)日: 2023-01-30
• 公開（公告）號(hào): CN116119669A
• 公開（公告）日: 2023-05-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 唐紅梅;黎建剛;黃振雄;吳元旦;付尹宣;陳小平;范敏
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江西省科學(xué)院能源研究所
• 主分類號(hào): C01B32/949
• 分類號(hào): C01B32/949;H01M4/583;H01M4/36;H01M4/58;H01M10/052;C01B32/05
• 代理公司: 北京眾達(dá)德權(quán)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11570
• 代理人: 劉杰

本申請(qǐng)涉及一種碳包覆碳化鉬的制備方法，包括如下步驟：將磷鉬酸溶液與多巴胺溶液混合，在第一溫度下反應(yīng)后，進(jìn)行固液分離得到固形物；將所述固形物在惰性氣氛圍下，以第二溫度進(jìn)行熱處理，得到所述碳包覆碳化鉬。本申請(qǐng)實(shí)施例提供的碳包覆碳化鉬的制備方法，通過將磷鉬酸溶液與多巴胺溶液混合得到固形物，直接形成以鉬原子為中心、周圍聚集碳、磷、氮、氧、氫等原子的結(jié)構(gòu)；再直接對(duì)固形物進(jìn)行熱處理，直接形成以碳化鉬為核、氮磷氧摻雜的碳層為殼的核?殼結(jié)構(gòu)，制備步驟簡(jiǎn)單，形成的產(chǎn)品均一度高，電化學(xué)性能較好。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及鋰電池領(lǐng)域，尤其涉及碳化鉬復(fù)合材料。

背景技術(shù)

二次可充放鋰離子電池作為一種高性能的能源存儲(chǔ)器件，近年來得到了迅速的發(fā)展，并被廣泛應(yīng)用于各種便攜式電子設(shè)備及電動(dòng)汽車當(dāng)中，隨著儲(chǔ)能設(shè)施的需求進(jìn)一步加大，對(duì)鋰電池儲(chǔ)電能力的提出了進(jìn)一步要求，因此研發(fā)高性能的鋰離子電池電極材料顯得尤其重要。石墨類碳質(zhì)材料作為目前商業(yè)鋰離子電池所用的負(fù)極材料，具有穩(wěn)定性好，成本低的優(yōu)勢(shì)，但也面臨著在使用過程中面臨的比容量低并且循環(huán)衰減快的問題，因此需要發(fā)展其他的高性能低成本低污染的電極材料來取代傳統(tǒng)的商業(yè)石墨電極。碳材料由于具有高導(dǎo)電性，容易制備多孔結(jié)構(gòu)而具有大的比表面積，以及化學(xué)穩(wěn)定性等多重優(yōu)點(diǎn)而被認(rèn)為是極具發(fā)展?jié)摿Φ碾姌O材料。而研究表明，通過包裹金屬化合物以及引入雜原子摻雜來修飾碳基質(zhì)，可有效提升碳基質(zhì)材料的儲(chǔ)電能力。

然而，對(duì)金屬化合物進(jìn)行碳包覆，再對(duì)包覆在外層的碳進(jìn)行雜原子摻雜，往往涉及到非常復(fù)雜的制備步驟，制備步驟的復(fù)雜化不僅導(dǎo)致制備成本升高，還導(dǎo)致制備過程更容易受到隨機(jī)因素影響，使產(chǎn)品的形貌均一度差，電化學(xué)性能受到影響。

發(fā)明內(nèi)容

本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種碳包覆碳化鉬的制備方法、碳包覆碳化鉬及其應(yīng)用，以解決對(duì)金屬化合物進(jìn)行碳包覆的制備步驟復(fù)雜的技術(shù)問題。

第一方面，本申請(qǐng)實(shí)施例提供一種碳包覆碳化鉬的制備方法，所述碳包覆碳化鉬的制備方法包括如下步驟：

將磷鉬酸溶液與多巴胺溶液混合，在第一溫度下反應(yīng)后，進(jìn)行固液分離得到固形物；

將所述固形物在惰性氣氛下，以第二溫度進(jìn)行熱處理，得到所述碳包覆碳化鉬。

在本申請(qǐng)的一些實(shí)施例中，所述磷鉬酸溶液與所述多巴胺溶液均為水溶液。

在本申請(qǐng)的一些實(shí)施例中，所述磷鉬酸溶液的濃度為1～100mg/mL；和/或，

所述多巴胺溶液濃度為1～25mg/L。

在本申請(qǐng)的一些實(shí)施例中，所述將磷鉬酸溶液與多巴胺溶液混合，所述磷鉬酸與所述多巴胺的質(zhì)量比范圍為0.5-2.0。

在本申請(qǐng)的一些實(shí)施例中，所述第一溫度為5-60℃。

在本申請(qǐng)的一些實(shí)施例中，所述在第一溫度下反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間不短于10h。

在本申請(qǐng)的一些實(shí)施例中，所述惰性氣為氬氣和氮?dú)庵械闹辽僖环N。

在本申請(qǐng)的一些實(shí)施例中，所述第二溫度為500-900℃；和/或，

所述熱處理的時(shí)間不短于2h。

第二方面，本申請(qǐng)實(shí)施例提供一種碳包覆碳化鉬，由第一方面任一實(shí)施例所述的碳包覆碳化鉬的制備方法制備得到。

第三方面，本申請(qǐng)實(shí)施例提供一種鋰電池，所述鋰電池包括第二方面任一實(shí)施例所述的碳包覆碳化鉬。

本申請(qǐng)實(shí)施例提供的上述技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)：