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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106629665A(43)申请公布日2017.05.10(21)申请号201710045901.6(22)申请日2017.01.22(71)申请人福建师范大学地址350007福建省福州市仓山区上三路8号福建师范大学仓山校区(72)发明人洪振生真义超康美玲(74)专利代理机构福州元创专利商标代理有限公司35100代理人蔡学俊(51)Int.Cl.C01B32/15(2017.01)H01M4/587(2010.01)H01M10/054(2010.01)B82Y30/00(2011.01)B82Y40/00(2011.01)权利要求书1页说明书3页附图3页(54)发明名称熔盐法制备硫掺杂硬碳纳米片及其在钠离子电池中的应用(57)摘要本发明提供了一种熔盐法制备硫掺杂硬碳纳米片及其在钠离子电池中的应用。将0.1-0.2g的葡萄糖与0.1-0.2g的硫粉和2-4g的熔盐(重量比LiCl/KCl=40-50/50-60)研磨充分,然后将混合均匀的反应物放到刚玉舟内,置于管式炉内。在氩气的氛围内,先300-400℃煅烧1-3h,再550-750℃煅烧4-6h,待冷却到室温取出样品,洗涤并收集。将硫掺杂硬碳纳米片作为钠离子电池负极材料,表现出非常优异的倍率性能。在0.1A/g时,其可逆充电容量约为250mAh·g-1;在1A/g时,可逆容量为197mAh·g-1;大倍率2A/g下,还能够保持在185mAh·g-1。CN106629665ACN106629665A权利要求书1/1页1.熔盐法制备硫掺杂硬碳纳米片的方法,其特征在于,包括如下步骤:将0.1-0.2g的葡萄糖、0.1-0.2g的硫粉和2-4g的熔盐研磨充分,其中熔盐为重量比LiCl/KCl=40-50/50-60的混合物,然后将混合均匀的反应物放到刚玉舟内,置于管式炉内,在氩气的氛围内,先300-400℃煅烧1-3h,再550-750℃煅烧4-6h,待冷却到室温取出样品,洗涤并收集,得硫掺杂硬碳纳米片。2.一种如权利要求1所述的制备方法制得的硫掺杂硬碳纳米片。3.一种如权利要求2所述的硫掺杂硬碳纳米片的应用,其特征在于,硫掺杂硬碳纳米片在钠离子电池中的应用,具体应用方法为:钠离子电池组装:按质量比硫掺杂硬碳纳米片:聚偏氟乙烯:乙炔黑=65-75:10-20:10-20混合研磨后均匀地涂在1.2cm2的铜片上做正极,负极为金属钠,电解质是1MNaClO4的EC+DEC(EC/DEC=1/1v/v)溶液;电池组装在氩气保护下手套箱里进行,氧气和水分含量均低于1ppm。2CN106629665A说明书1/3页熔盐法制备硫掺杂硬碳纳米片及其在钠离子电池中的应用技术领域[0001]本发明属于钠离子电池负极材料领域,具体涉及熔盐法制备硫掺杂硬碳纳米片及其在钠离子电池中的应用。背景技术[0002]锂离子电池具有能量密度大、电压高和循环寿命长等显著优点而得到广泛应用。但是随着锂离子电池的大量制造应用,锂(碳酸锂)的价格不断上升,且锂的资源在地球中的储量本身就比较少。钠元素在地球上的储量比锂要丰富得多,金属钠来源广泛且廉价,因而钠离子电池近年来得到广泛的关注。当前,钠离子电池因缺乏合适的负极材料而制约其应用,开发性能优异的钠离子电池负极材料是当然该领域的研究重点和难点。目前,硬碳材料被认为是最有前景的钠离子电池负极材料,但目前其倍率性能较差。[0003]目前没有熔盐法制备硫掺杂硬碳纳米片及其在钠离子电池中的应用相关专利报道。发明内容[0004]本发明提供了通过一步熔盐法制备硫掺杂硬碳纳米片,并将其作为钠离子电池负极材料,表现出非常优异的倍率性能。本发明用高温混合熔盐固相法,合成出硫掺杂碳纳米片,其XRD结构分析如图1所示,从图中可推算所合成材料的层间距约为0.39nm,明显比普通硬碳材料的层间距(0.36nm)要大得多。经扫描电镜观察,这种碳纳米片厚度约为25-50nm,片的大小约为400-600nm。用此碳纳米片作为钠离子电池负极材料,结果表明其具有非常优异的倍率充放电性能。在0.1A/g时,其可逆充电容量约为250mAh·g-1;在1A/g时,可逆容量为197mAh·g-1;大倍率2A/g下,还能够保持在185mAh·g-1。[0005]硫掺杂硬碳纳米片的制备:将0.1-0.2g的葡萄糖与0.1-0.2g的硫粉和2-4g的熔盐(重量比LiCl/KCl=40-50/50-60)研磨充分,然后将混合均匀的反应物放到刚玉舟内,置于管式炉内。在氩气的氛围内,先300-400℃煅烧1-3h,再550-750℃煅烧4-6h,待冷却到室温取出样品,洗涤并收集。[0006]钠离子电池组装:按质量比硫掺杂硬碳纳米片:聚偏氟乙烯:乙炔黑