System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 电极材料、碳包覆金属氯化物插层石墨化合物及其制备方法技术_技高网

电极材料、碳包覆金属氯化物插层石墨化合物及其制备方法技术

技术编号:43560249 阅读:2 留言:0更新日期:2024-12-06 17:33
本发明专利技术涉及电池领域,更具体,涉及一种电极材料、碳包覆金属氯化物插层石墨化合物及其制备方法。该方法包括制备金属氯化物插层石墨;碳包覆所述所述插层石墨得到前驱体,将所述前驱体烧结,得到所述碳包覆金属氯化物插层石墨化合物。本申请在石墨表面中构建富含环氧官能团的壳层,利用金属氯化物与环氧基团之间极性‑极性化学键合作用,有效锚定易溶解的金属氯化物成分,使金属氯化物‑石墨插层化合物的循环稳定性能得到明显提升。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电池领域,更具体,涉及一种电极材料、碳包覆金属氯化物插层石墨化合物及其制备方法


技术介绍

1、当前商用石墨负极材料的储锂/钠比容量较低,不能满足市场需求,亟待开发新型锂/钠离子电池负极。石墨插层化合物是将客体物质插入石墨层间形成的一类新型材料,具有电导率高、层间物质易于扩散、吸附性强、比表面积大等优异的特性,在储能领域展现出独特的优势并具有良好的应用前景。其中,金属氯化物-石墨插层化合物具有较大的层间距和电子传递速率,有利于实现离子的可逆插层,近年来已经成为石墨插层化合物研究的一个热点领域。然而,金属氯化物客体与石墨宿主之间的吸附能普遍较弱,在电化学循环中,碱金属离子进入石墨片层内部,层间距扩大,电解液溶解金属氯化物,导致活性物质质量减少,造成容量衰减。因此,亟需开发一种能够有效锚定金属氯化物的插层石墨化合物制备方法,维持金属氯化物-石墨插层化合物的循环稳定性能。


技术实现思路

1、为了解决上述技术问题,本专利技术提供了一种碳包覆金属氯化物插层石墨化合物的制备方法,包括:

2、制备金属氯化物插层石墨;

3、碳包覆所述所述插层石墨得到前驱体,将所述前驱体烧结,得到所述碳包覆金属氯化物插层石墨化合物。

4、进一步地,所述碳包覆所述所述插层石墨包括:

5、将含碳化合物溶于有机溶剂中;

6、加入所述金属氯化物插层石墨,超声搅拌。

7、进一步地,所述插层石墨与含碳化合物的摩尔比为1:0.1-1。

<p>8、进一步地,所述含碳化合物为含有环氧基团的碳材料;优选地,所述含碳化合物为环氧树脂、酚醛环氧树脂、环氧沥青中的至少一种。

9、进一步地,所述烧结包括:在惰性气氛中,按照1~10℃/min的速度一定升温速率升温至800~1200℃,保温时间2~20h。

10、进一步地,制备金属氯化物插层石墨包括:

11、将金属氯化物与石墨混合并加热;其中,所述石墨与金属氯化物的摩尔比为1~5:1。

12、进一步地,所述金属氯化物为具有层状或链状结构金属氯化物;优选地,所述金属氯化物为fecl3、alcl3、mocl5、mncl2、cucl2中的至少一种。

13、进一步地,所述加热条件为:惰性气氛下,升温温度为180~600℃,升温速率为1~10℃/min,保温时间为2~24h。

14、另一方面,还提供一种碳包覆金属氯化物插层石墨化合物,由上述方法制备。

15、另一方面,还提供一种电极材料,包括上述碳包覆金属氯化物插层石墨化合物。

16、本专利技术同现有技术比较,具有如下优势:

17、(1)采用液相包覆方法,在石墨表面形成厚度均匀的碳层,降低材料的比表面积,显著提升了材料的首效、倍率性能和循环稳定性。

18、(2)采用富含含氧官能团的包覆碳源,根据“极性-极性相互作用”原理,在石墨表面中构建富含环氧官能团的壳层,利用金属氯化物与环氧基团之间极性-极性化学键合作用,有效锚定易溶解的金属氯化物成分,使金属氯化物-石墨插层化合物的循环稳定性能得到明显提升。

19、(3)采用特定的比例及参数,实现插层及包覆,使电化学性能更好。

20、本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书等中所特别指出的结构来实现和获得。

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【技术保护点】

1.一种碳包覆金属氯化物插层石墨化合物的制备方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述碳包覆所述所述插层石墨包括:

3.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述插层石墨与含碳化合物的摩尔比为1:0.1-1。

4.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,所述含碳化合物为含有环氧基团的碳材料;优选地,所述含碳化合物为环氧树脂、酚醛环氧树脂、环氧沥青中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述烧结包括:在惰性气氛中,按照1~10℃/min的速度升温至800~1200℃,保温时间2~20h。

6.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,制备金属氯化物插层石墨包括:

7.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于,所述金属氯化物为具有层状或链状结构金属氯化物;优选地,所述金属氯化物为FeCl3、AlCl3、MoCl5、MnCl2、CuCl2中的至少一种。

8.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于,所述加热条件为:惰性气氛下,升温温度为180~600℃,升温速率为1~10℃/min,保温时间为2~24h。

9.一种碳包覆金属氯化物插层石墨化合物,由权利要求1-8任一项制备。

10.一种电极材料,包括权利要求9所述的碳包覆金属氯化物插层石墨化合物。

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【技术特征摘要】

1.一种碳包覆金属氯化物插层石墨化合物的制备方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述碳包覆所述所述插层石墨包括:

3.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述插层石墨与含碳化合物的摩尔比为1:0.1-1。

4.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,所述含碳化合物为含有环氧基团的碳材料;优选地,所述含碳化合物为环氧树脂、酚醛环氧树脂、环氧沥青中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述烧结包括:在惰性气氛中,按照1~10℃/min的速度升温至800~1200℃,保温时间2~20h。

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【专利技术属性】
技术研发人员:陈显辉谭元忠吕静陈宝陆建明
申请(专利权)人:浙江新安化工集团股份有限公司
类型:发明
国别省市:

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