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一種儲鈉用的黑磷復(fù)合負(fù)極材料及其制備方法和應(yīng)用與流程

文檔序號:40535912發(fā)布日期:2025-01-03 10:55閱讀:來源:國知局

技術(shù)特征:

1.一種儲鈉用的黑磷復(fù)合負(fù)極材料,其特征在于,其由黑磷、鈉超離子導(dǎo)體na3zr2si2po12和碳納米管組成,且其通過機(jī)械化學(xué)反應(yīng)使黑磷與na3zr2si2po12形成致密復(fù)合體且該復(fù)合體穿插有碳納米管,并形成有磷-碳鍵、磷-鈉鍵、磷-鋯鍵和磷-硅鍵,所述黑磷、na3zr2si2po12的質(zhì)量比為3~4:1~2,所述黑磷與na3zr2si2po12的質(zhì)量之和與碳納米管的質(zhì)量比為8~9:1~2。

2.如權(quán)利要求1所述的黑磷復(fù)合負(fù)極材料,其特征在于,所述黑磷的粒徑大小為微米級或亞微米級,na3zr2si2po12的粒徑大小為微米級。

3.如權(quán)利要求1所述的黑磷復(fù)合負(fù)極材料,其特征在于,所述碳納米管為多壁碳納米管,其長度為10~40μm。

4.一種儲鈉用的黑磷復(fù)合負(fù)極材料的制備方法,其特征在于,其包括在惰性條件下,依次將黑磷、鈉超離子導(dǎo)體na3zr2si2po12(nzsp)和碳納米管經(jīng)分步高能球磨合成。

5.如權(quán)利要求4所述的制備方法,其特征在于,所述黑磷為微米級或亞微米級bp或塊體bp在惰性氣氛保護(hù)下,經(jīng)高能球磨粉碎后,過篩,獲得微米級bp。

6.如權(quán)利要求5所述的制備方法,其特征在于,過篩所用的篩子孔徑為800~1600目。

7.如權(quán)利要求4所述的制備方法,其特征在于,所述黑磷與na3zr2si2po12按質(zhì)量比3~4:1~2先混合進(jìn)行球磨,之后將黑磷與na3zr2si2po12的復(fù)合物與黑磷與碳納米管按質(zhì)量比8~9:1~2進(jìn)行再次球磨。

8.如權(quán)利要求4所述的制備方法,其特征在于,所述高能球磨采用高能行星球磨,球磨珠和物料的的球料比為10~60:1,球磨方式為單向旋轉(zhuǎn)式球磨,球磨轉(zhuǎn)速為600~800rpm/min,球磨時間為0.5~13h。

9.如權(quán)利要求1所述的制備方法,其特征在于,黑磷與na3zr2si2po12的球磨時間為6~13h;最后三種物料一起球磨的時間為0.5~1h。

10.一種鈉離子電池,所述鈉離子電池的負(fù)極采用權(quán)利要求1-3中任一項所述的黑磷復(fù)合負(fù)極材料或者如權(quán)利要求4-9中任一項所述的制備方法制備的黑磷復(fù)合負(fù)極材料。


技術(shù)總結(jié)
發(fā)明涉及一種儲鈉用的黑磷復(fù)合負(fù)極材料及其制備方法和應(yīng)用,其材料由黑磷、鈉超離子導(dǎo)體Na<subgt;3</subgt;Zr<subgt;2</subgt;Si<subgt;2</subgt;PO<subgt;12</subgt;和碳納米管制成,且其通過機(jī)械化學(xué)反應(yīng)使黑磷與Na<subgt;3</subgt;Zr<subgt;2</subgt;Si<subgt;2</subgt;PO<subgt;12</subgt;形成致密復(fù)合體且該復(fù)合體穿插有碳納米管,并形成有磷?碳鍵、磷?鈉鍵、磷?鋯鍵和磷?硅鍵。本發(fā)明制備的黑磷復(fù)合負(fù)極材料可有效阻隔電解液的擴(kuò)散滲透,防止電解液與BP直接接觸發(fā)生副反應(yīng),同時還擁有優(yōu)異的電子和離子導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)以及豐富的表面化學(xué)鍵。當(dāng)該復(fù)合材料用作鈉離子電池負(fù)極,表現(xiàn)出了極高的首次庫倫效率,較佳的倍率容量和循環(huán)穩(wěn)定性。本發(fā)明的制備方法成本低廉、易于操作,批次產(chǎn)量大、產(chǎn)物性能穩(wěn)定,具有較佳的應(yīng)用前景與潛力。

技術(shù)研發(fā)人員:顏波,李彥平,陳龍鋒,裴豐,張露露,楊學(xué)林
受保護(hù)的技術(shù)使用者:湖北宜化化工科技研發(fā)有限公司
技術(shù)研發(fā)日:
技術(shù)公布日:2025/1/2
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