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有效提升鈉離子電池性能的方法

1061   編輯:中冶有色網(wǎng)   來源:吉林大學  
2023-10-26 11:38:11
1.本發(fā)明屬于鈉離子電池性能提高的技術領域,涉及一種納米金剛石對鈉離子電池組件的修飾方法及制備應用。 背景技術: 2.鈉離子電池因資源豐富、高熱穩(wěn)定性和成本低等性能,可應用于大規(guī)模儲能領域。鈉離子電池存在的低容量、循環(huán)穩(wěn)定性差等缺點。為了改善鈉離子電池的性能,可對電極材料、電解質(zhì)和隔膜三個方面進行改進。負極材料作為鈉離子(na + )嵌入的載體,既要具有良好的表面結構,又要能夠與液體電解質(zhì)形成良好的固體電解質(zhì)界面。普通石墨因?qū)娱g間距較小且難以形成穩(wěn)定的化合物,不適合作為鈉離子電池的負極材料,而有機化合物、合金和金屬氧化物/硫化物作為負極材料,因電導率低、體積膨脹、成本高等限制它們在鈉離子電池中的應用。隔膜作為鈉離子電池的核心部件,提供離子傳輸?shù)耐ǖ?,防止正負極直接接觸,避免短路。目前,鈉離子電池隔膜相對較厚,電池內(nèi)阻過大,電池性能低。電解質(zhì)體系是決定鈉離子電池系統(tǒng)中電化學性能的關鍵因素,其作為鈉離子的傳輸環(huán)境,其粘度,潤濕性對電池的性能有很大的影響。目前電池在充放電過程中,電解液與負極表面發(fā)生副反應形成不穩(wěn)定的固體電解質(zhì)界面,對電池的容量和長循環(huán)穩(wěn)定性都非常不利。 3.為了克服上述問題,人們已經(jīng)做了大量的工作,通過元素摻雜(n、p、s等)、表面修飾(官能團等)和結構設計(二維/三維材料、孔等)等方法改善鈉離子電池的性能。納米金剛石(nd)具有許多獨特的性質(zhì),例如,大比表面積、化學惰性、高的堿金屬離子吸附性和表面可修飾性,已逐漸應用于二次離子電池中。本工作中提出了一種合成工藝簡單、可行、高效的方法,制備了納米金剛石修飾的鈉離子電池,有效的提高其比容量和循環(huán)穩(wěn)定性。 技術實現(xiàn)要素: 4.本發(fā)明要解決的技術問題是,克服背景技術存在的不足,通過納米金剛石修飾鈉離子電池組件(負極、隔膜、電解液),并應用于鈉離子電池中,提供一種具有高容量,長循環(huán)性穩(wěn)定性,高安全性能的鈉離子電池及其制備方法。 5.本發(fā)明的具體技術方案如下: 6.一、納米金剛石/碳復合的鈉離子電池負極材料制備方法,有以下步驟: 7.1)將生物質(zhì)前驅(qū)體用去離子水和乙醇清洗,烘干,通過機械粉碎得到生物質(zhì)粉; 8.2)取納米金剛石粉和生物質(zhì)粉,按一定比例研磨混合,得到納米金剛石/生物質(zhì)混合粉; 9.3)將步驟2)中的混合粉,在保護氣氛中高溫碳化熱解,經(jīng)鹽酸與去離子水清洗,烘干,研磨后得到納米金剛
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