[发明专利]一种基于离子催化调控硬碳结构实现高性能钠离子电池储能材料的制备及其应用

摘要

本发明涉及钠离子二次电池领域，提供一种基于过渡金属锰调控硬碳结构的方法用于钠离子电池负极材料，采用廉价易得的生物质作为碳源，通过锰离子(Mn2+)与一维纤维素纳米纤维的配位，配位效应确保锰在前驱体聚合物中均匀分散，因此有效的催化SP3碳与SP2碳之间的转化，使石墨烯片自由重排，形成膨胀纳米石墨和碳的微孔，通过对浓度的调节实现对碳的层间距和微孔的可控调节。最终获得92.05％的超高首效和优异的循化性能(200圈容量保持率为95.80％在20mA g‑1的电流密度下)。本发明通过离子催化调控解决了钠离子首效低、循环稳定性差的问题，可将首效提高到90％以上，性能提升30％以上，大幅度提高了电池的能量密度，以磷酸钒钠为正极匹配的全电池具有优异的电化学性能，拥有良好的工业化前景，非常适合应用于大规模储能系统。