一种负极材料及其制备方法与钠离子电池与流程

本发明涉及电化学储能，尤其涉及一种负极材料及其制备方法与钠离子电池。

背景技术：

1、在众多的能源储存设备中，钠离子电池因为钠元素具有在地壳中的存储量丰富(na：2.8wt％，li：0.0017wt％)、易获得、且生产成本低等优势而脱颖而出。目前，钠离子电池已经成为替代锂离子电池作为大规模电能储存设备的最有前景的候选者。

2、然而，由于钠离子的半径较大，在充放电过程中钠离子在负极材料中自由脱嵌的难度较大，导致钠离子电池的比容量较低。

3、有鉴于此，如何得到适合钠离子嵌入/脱嵌的碳材料是目前亟需解决的技术问题。

技术实现思路

1、为了解决现有技术中钠离子电池比容量较低的问题，本发明提供一种负极材料的制备方法，该制备方法以塑料为原料，通过冷凝回流溶解和液态碳化，得到具有多孔结构的三维碳骨架负极材料，有助于钠离子脱嵌，从而有助于提高钠离子电池的比容量，解决了现有技术中钠离子电池比容量较低的问题。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

3、一种负极材料的制备方法，包括如下步骤：

4、s1：将锌盐溶解于有机溶剂中，得到锌盐溶液；

5、s2：将塑料置于所述锌盐溶液中，于80-200℃进行冷凝回流，得到反应溶液；

6、s3：将所述反应溶液冷却至室温后，置于惰性气体氛围，于500-1200℃进行热解，得到负极材料。

7、可选地，所述塑料为聚对苯二甲酸乙二醇酯。

8、可选地，所述塑料为废弃聚对苯二甲酸乙二醇酯。

9、可选地，所述锌盐选自无水乙酸锌、氯化锌、六水合硝酸锌中的至少一种。

10、可选地，所述锌盐选自为无水乙酸锌。

11、可选地，所述有机溶剂选自dmf、dma、dmso、thf中的至少一种。

12、可选地，所述有机溶剂为dmf。

13、可选地，所述锌盐、所述有机溶剂、所述塑料的用量比为(50-400)mg：(10-100)ml：(0.1-4)g。

14、可选地，步骤s2中所述冷凝回流的时间为4-20h。

15、可选地，步骤s3中热解时间为2-8h。

16、可选地，步骤s3中热解速率为2～10℃min-1。

17、本发明的另一目的在于提供一种负极材料，通过如上所述的负极材料的制备方法进行制备。

18、本发明的再一目的在于提供一种钠离子电池，包括如上所述的负极材料。

19、本发明的有益效果是：

20、本发明提供的负极材料的制备方法，以塑料作为碳源，以锌盐作为造孔剂，通过冷凝回流溶解和液态碳化，得到负载多孔碳纳米片的三维碳骨架负极材料，该负极材料表现出优异的倍率性能、出色的长循环稳定性和高放电比容量。

技术特征：

1.一种负极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的负极材料的制备方法，其特征在于，所述塑料为聚对苯二甲酸乙二醇酯。

3.如权利要求2所述的负极材料的制备方法，其特征在于，所述塑料为废弃聚对苯二甲酸乙二醇酯。

4.如权利要求1-3任一项所述的负极材料的制备方法，其特征在于，所述锌盐选自无水乙酸锌、氯化锌、六水合硝酸锌中的至少一种。

5.如权利要求4所述的负极材料的制备方法，其特征在于，所述锌盐为无水乙酸锌。

6.如权利要求1-3任一项所述的负极材料的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂选自dmf、dma、dmso、thf中的至少一种。

7.如权利要求6所述的负极材料的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂为dmf。

8.如权利要求1-3任一项所述的负极材料的制备方法，其特征在于，所述锌盐、所述有机溶剂、所述塑料的用量比为(50-400)mg：(10-100)ml：(0.1-4)g。

9.如权利要求1-3任一项所述的负极材料的制备方法，其特征在于，步骤s2中所述冷凝回流的时间为4-20h。

10.如权利要求1-3任一项所述的负极材料的制备方法，其特征在于，步骤s3中热解时间为2-8h。

11.如权利要求1-3任一项所述的负极材料的制备方法，其特征在于，步骤s3中热解速率为2～10℃min-1。

12.一种负极材料，其特征在于，通过如权利要求1-11任一项所述的负极材料的制备方法进行制备。

13.一种钠离子电池，其特征在于，包括如权利要求12所述的负极材料。

技术总结
本发明提供一种负极材料及其制备方法与钠离子电池，涉及电化学储能技术领域，制备方法包括如下步骤：S1：将锌盐溶解于有机溶剂中，得到锌盐溶液；S2：将塑料置于所述锌盐溶液中，于80‑200℃进行冷凝回流，得到反应溶液；S3：将所述反应溶液冷却至室温后，置于惰性气体氛围，于500‑1200℃进行热解，得到负极材料。本发明提供的负极材料的制备方法，以塑料作为碳源，以锌盐作为造孔剂，通过冷凝回流溶解和液态碳化，得到负载多孔碳纳米片的三维碳骨架负极材料，该负极材料表现出优异的倍率性能、出色的长循环稳定性和高放电比容量。

技术研发人员：顾宏伟,韩旭,郎建平,吴友洲
受保护的技术使用者：苏州德比电子材料科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/8/27