編號：FTJS10645
篇名：采用兩步炭化法和熔鹽模板法制備N、S共摻雜煤基硬炭及共儲鈉性能
作者：�；圩� 王海花 孫立宇 楊晨榕 王雨 曹瑞 楊存國 王潔 舒珂維
關(guān)鍵詞： 硬炭 鈉離子電池 煤衍生炭 兩步炭化 氮硫共摻雜
機構(gòu)： 陜西科技大學化學與化工學院 陜西科技大學西安市先端性能材料與高分子創(chuàng)新團隊 陜西科技大學陜西省工業(yè)化學添加劑重點實驗室 西安北方惠安化學工業(yè)有限公司
摘要： 硬炭因資源豐富、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定及安全性高等優(yōu)勢,已成為鈉離子電池常用陽極材料。其中,煤基衍生硬炭受到了廣泛的關(guān)注。本工作以長焰煤為碳源,硫脲為氮硫源,NaCl為模板,通過兩步炭化工藝和雜原子摻雜相結(jié)合的方法合成了N和S共摻雜的煤基硬炭(NSPC1200)。兩步炭化過程在調(diào)節(jié)碳微晶結(jié)構(gòu)和擴大層間距方面發(fā)揮了重要的作用。N和S的共摻雜調(diào)節(jié)了炭材料的電子結(jié)構(gòu),賦予其更多的活性位點;此外,引入NaCl作為模板有助于孔結(jié)構(gòu)的構(gòu)建,有利于電極和電解質(zhì)之間的接觸,從而實現(xiàn)Na+和電子的有效傳輸。在協(xié)同作用下,樣品NSPC1200表現(xiàn)出優(yōu)異的儲鈉能力,在20 mA g−1電流密度下呈現(xiàn)314.2 mAh g−1的可逆容量。即使在100 mA g−1下循環(huán)200次,仍保持224.4 mAh g−1的比容量。這項工作成功實現(xiàn)了策略性調(diào)整煤基炭材料微觀結(jié)構(gòu)的目標,最終獲得了具有優(yōu)異的電化學性能的硬炭陽極。
