本发明涉及一类钠离子电池磷/碳复合负极材料及其制备方法，属于电化学领域。
背景技术：
早在20世纪80年代，钠离子电池和锂离子电池同时得到研究，随着锂离子电池成功商业化，钠离子电池的研究逐渐被放缓。锂离子电池具有能量密度大、循环寿命长、工作电压高、无记忆效应、自放电小、工作温度范围宽等优点，但其仍然存在很多问题，而且随着锂离子电池应用于电动汽车，锂的需求量大大增加，而锂的储量有限且分布不均使得锂离子电池的发展受到了极大的限制。
钠与锂属于同一主族，各项物理化学性质较为接近，且在自然界蕴藏丰富(地壳储量第四的元素)，储量远高于主要集中于南美的锂资源，同时提取相对比较容易，基于此，钠离子电池相对锂离子电池成本更低，从长期来看可以突破自然资源依赖，具有先天的成本优势。
锂离子电池的商品化首先得益于嵌锂碳负极的成功开发，钠离子电池负极首选自然也考虑碳材料。然而，广泛用作储锂负极的石墨类材料几乎不能用于可逆嵌钠反应，这一差异主要在于钠离子的半径比锂的大很多，石墨层间距不允许体积较大的钠离子嵌入。因此，嵌钠碳材料研究主要应集中于石墨化程度低、碳层间距较大以及结构无序性高的各种碳材料。
将无烟煤作为碳源进行石墨化处理是一种理想的钠离子电池负极材料，但其比容量较低。磷具有较高的理论比容量，将少量磷引入到碳材料中可以大大提升材料的可逆容量。
技术实现要素：
本发明提供了一种磷/碳复合负极材料的制备方法，以无烟煤和磷为原料，从源头上大大缩减了材料的制备成本，通过无烟煤和磷的机械球磨复合，得到的材料颗粒小且分布均匀，磷为材料提供了较高的比容量，而由无烟煤转化的碳材料则能有效抑制磷的体积膨胀并提供良好的导电网络，显著提高了碳负极材料应用于钠离子电池的可逆容量和倍率性能。该方法简单易操作，适用于工业化生产。
本发明的技术方案为：一种磷/碳复合负极材料选用优质的无烟煤（含碳量大于97%），经过提纯、高温热处理后和纯度为99.999%的红磷单质为原料，以一定比例机械球磨混合得到无定形态磷/碳复合负极材料，该材料粒径为7~10微米。
一种磷/碳复合负极材料的具体制备方法：
第一步，将含碳量大于97%的无烟煤矿进行机械球磨处理，通过调节球磨参数，将无烟煤颗粒平均粒径控制在0.5微米以内；
第二步，将球磨后的无烟煤微粉置于2-5mol/L的混酸（盐酸/硝酸等摩尔比混合）中，加热至
声明：
“磷/碳复合负极材料及其制备方法与流程” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
255
编辑：中冶有色网
来源：三峡大学
分享 0
举报 0
收藏 0
反对 0
点赞 0
2025年06月20日 ~ 22日 
