本技术属于钠离子电池负极材料制备技术领域,介绍了一种硫掺杂玉米丝多孔碳及其制备方法和在钠离子电池中的应用。制备过程包括玉米丝的清洗、干燥等步骤,旨在提供一种高性能、低成本的负极材料。
背景技术
锂离子电池(LIB)逐渐成为替代传统化石燃料的最普遍的电源之一,由于其寿命长、能量密度高、重量轻,锂离子电池已用于日常生活中的各种设备,如电动汽车和便携式设备,包括手机、笔记本电脑和电动工具。但是,LIB在整个开发过程中仍有其自身的缺点,全球锂资源有限,锂电成本近年来大幅增加,同时锂电池安全问题频发。因此,钠离子电池(SIB)由于具有储量丰富和低成本、高安全性等优势而受到高度关注,也可作为储能电池得到应用。
生物质衍生碳负极材料由于具有来源广泛、价格低廉、环保无毒且性能优异等优点,近些年各种不同来源的生物质前驱体被用来制备碳材料,并对该碳材料在钠离子电池负极中的应用进行了研究,研究得到生物质衍生碳负极材料具有诸多优点以及相对较高的储钠容量,但仍然存在首圈库伦效率较低以及较差的循环稳定性和速率性能等问题,因此有必要对现有的生物质碳材料进行改性优化,改善生物质碳材料的储钠性能,促进钠离子电池中生物质碳材料的发展。目前主要优化方法包括杂原子掺杂、结构和形貌设计以及制备复合材料等。杂原子S掺杂的碳基体可以有效增强材料的导电性,改善电化学位点的特性,从而提高Na+
的存储性能,并且杂环硫原子在碳质材料中的存在可以增加材料中活性位点的数量,促进Na+
的插入/提取,提高SIBs的电导率和比容量。
因此,本发明提供一种以废弃生物质玉米丝为碳源,通过一步活化硫化的方式制备硫掺杂玉米丝多孔碳负极材料,解决上述问题。
实现思路