CN108281654A - 一种低温高氮掺杂钠离子电池负极材料的制备方法 - Google Patents

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CN108281654A CN201810074060.6A CN201810074060A CN108281654A CN 108281654 A CN108281654 A CN 108281654A CN 201810074060 A CN201810074060 A CN 201810074060A CN 108281654 A CN108281654 A CN 108281654A
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方新荣
刘勇
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黎世海
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宋晓娜
朱坤庆
张新河
张涛
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    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Abstract

本发明属于钠离子电池技术领域，尤其涉及一种钠离子电池负极材料低温氮掺杂的制备方法，至少包括如下步骤：将玉米秸秆分成玉米外皮和玉米内芯，将玉米外皮磨成粉末，彻底干燥；将其浸入盛有稀硫酸水溶液的聚四氟乙烯反应釜内衬反应，洗涤至中性，彻底干燥后，充分研磨；将其转移到高温管式炉中加热到1100℃‑1300℃，保温1h‑6h后自然冷却至室温；将产物浸泡在硝酸和过氧化氢的混合溶液中，持续搅拌，接着再加入同体积的蒸馏水，继续搅拌，随后洗涤所得样品，充分干燥；将其转移到乙二胺溶液中，在持续搅拌过程中升温至60℃‑80℃，反应，完全干燥。采用本发明中制备得到的钠离子电池负极材料在不同电流密度下，表现出良好的倍率性能。

Description

一种低温高氮掺杂钠离子电池负极材料的制备方法
技术领域
本发明属于钠离子电池技术领域，尤其涉及一种低温高氮掺杂钠离子电池负极材料的制备方法。
背景技术
随着电动汽车、大规模储能等的快速发展，研究可持续发展、高性能、环境友好及资源丰富的储能材料，越来越受到各国广大研究工作者的追捧。同时，储能电池材料的合成路径是否对环境产生污染、生产成本及资源的回收利用率已然成为衡量电池材料的关键指标。玉米是世界上广泛栽培的作物之一，每年产量可达到8.504×108吨，每年的生物量残量超过7亿吨，仅在我国玉米秸秆约2亿2000万吨。然而目前玉米秸秆的使用基本局限在饲料、肥料、燃料等低附加值领域，严重的是，大量的玉米秸秆在田地被大量的焚烧，这加剧了空气污染。因此为了解决此迫切问题，急需将玉米秸秆“变废为宝”，这将有效地改善我们的环境和能源。目前，相关文献报道一些生物质碳材料，均存在生物质来源分布不均，收集较难，成本较高，可持续性差等问题，造成工业原材料成本较高。
目前已知生物质碳材料为了获得较高比容量，基本都在较低的电流密度或者在较高碳化处理温度下制备而成，而且这些碳材料循环寿命较小，严重影响其在大规模储能领域的应用。
同时，由于生物质本身含较少的氮、磷、硫等杂原子而直接决定其作为钠离子电池负极比容量会较低，也限制其应用，故直接碳化生物质而不做进一步修饰很难满足储能领域的广泛应用。
此外，通过外界引入杂原子掺杂生物质碳材料可获得较高比容量，而多数文献采用化学气相沉积(CVD)、NH3热退火、氮等离子体处理和电弧放电法等方法进行氮原子掺杂，但这些方法均表现出一些较大缺点，例如低氮含量掺杂、特殊仪器、严格限制条件、有毒前驱体或复杂设备等，同时采用这些方法制备的材料在室温下大电流密度下电化学性能不理想。
有鉴于此，本发明旨在提供一种低温高氮掺杂钠离子电池负极材料的制备方法，该负极材料具有高的氮掺杂量，使得其具有长寿命、高容量的特点，该方法可以满足大规模工业化生产来源要求，同时可降低实验设备要求及反应条件等以期最大可能实现规模化工业生产，由此解决目前生物质碳来源不足、制备方法复杂及电化学性能差的问题。
发明内容
本发明的目的在于：针对现有技术的不足，而提供一种低温高氮掺杂钠离子电池负极材料的制备方法，该负极材料具有高的氮掺杂量，使得其具有长寿命、高容量的特点，该方法可以满足大规模工业化生产来源要求，同时可降低实验设备要求及反应条件等以期最大可能实现规模化工业生产，由此解决目前生物质碳来源不足、制备方法复杂及电化学性能差的问题。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种低温高氮掺杂钠离子电池负极材料的制备方法，至少包括如下步骤：
第一步，将自然晾干的玉米秸秆分成玉米外皮和玉米内芯，将玉米外皮磨成粉末，彻底干燥后作为初始生物质碳源；
第二步，称取第一步得到的初始生物质碳源，将其浸入盛有稀硫酸水溶液的聚四氟乙烯反应釜内衬中，在160℃-200℃下反应20h-60h，然后用蒸馏水将所得产物洗涤至中性，彻底干燥后，充分研磨；
第三步，将第二步研磨好的材料转移到高温管式炉中以1℃/分-5℃/分的速率加热到1100℃-1300℃，保温1h-6h后自然冷却至室温；
第四步，将第三步得到的产物浸泡在硝酸和过氧化氢的混合溶液中，在30℃-60℃下持续搅拌2h-6h，接着再加入同体积的蒸馏水，继续在30℃-60℃下持续搅拌2h-6h，随后洗涤所得样品，充分干燥；
第五步，将第四步干燥得到的样品转移到乙二胺溶液中，在持续搅拌过程中升温至60℃-80℃，反应2h-12h后，使用蒸馏水冲洗至中性，完全干燥，得到高氮掺杂的钠离子电池负极材料。
作为本发明低温高氮掺杂钠离子电池负极材料的制备方法的一种改进，第一步所述粉末的粒径为10μm-1mm。
作为本发明低温高氮掺杂钠离子电池负极材料的制备方法的一种改进，第一步所述干燥为在烘箱中于100℃-120℃下干燥10h-30h小时。
作为本发明低温高氮掺杂钠离子电池负极材料的制备方法的一种改进，第二步所述的稀硫酸水溶液中硫酸的质量百分比为3％-10％。
作为本发明低温高氮掺杂钠离子电池负极材料的制备方法的一种改进，第二步所述干燥的温度为100℃-120℃，干燥的持续时间为5h-30h。
作为本发明低温高氮掺杂钠离子电池负极材料的制备方法的一种改进，第三步所述高温管式炉的内部为惰性气体气氛，所述惰性气体为氮气或氩气。
作为本发明低温高氮掺杂钠离子电池负极材料的制备方法的一种改进，第四步中，硝酸和过氧化氢的体积比为(1-5)：1。
作为本发明低温高氮掺杂钠离子电池负极材料的制备方法的一种改进，第四步所述干燥的温度为100℃-120℃，干燥的持续时间为5h-30h；第五步所述干燥的温度为100℃-110℃，干燥的持续时间为5h-30h。
作为本发明低温高氮掺杂钠离子电池负极材料的制备方法的一种改进，高氮掺杂的钠离子电池负极材料中，氮的原子百分比为6％-9％，所述材料的层间距为0.370nm-0.380nm。
作为本发明低温高氮掺杂钠离子电池负极材料的制备方法的一种改进，高氮掺杂的钠离子电池负极材料包括微球结构和片结构，微球结构的直径为3μm-10μm，片结构的厚度为0.1μm-3μm。
相对于现有技术，本发明至少具有如下优点：
首先，本发明选用玉米秸秆作为原料来制作钠离子电池负极材料，玉米秸秆是一种绿色环保、来源分布广泛、收集成本廉价及来源可持续的原料，可以满足大规模工业化生产来源要求，实现“变废为宝”，减轻环境污染，有利于可持续发展；
其次，初始生物质碳源先经第一步水热预处理，可以保障碳材料中含有较高的氧含量，为最后高氮掺杂含量做准备；再经过高温处理可以保障碳材料具有较高的导电性，有助于电池体系中电子传输，最后使用乙二胺作为氮源对碳材料进行低温氮掺杂，即可得到长寿命高容量的钠离子电池用高氮掺杂碳负极材料，无需较高设备要求即可满足低成本大规模连续生产的要求。
再次，采用本发明中制备得到的钠离子电池负极材料在小电流密度50mA g-1下200次循环后为容量保持在269mAh g-1；在200mA g-1电流密度下，500次循环后容量仍保持在217mAh g-1，甚至接着在5A g-1超大电流密度下，3000次循环后容量仍保持在108mAh g-1。采用本发明中制备得到的钠离子电池负极材料在不同电流密度下，表现出良好的倍率性能。
附图说明
图1为本发明的原理图。
图2为本发明实施例1所得材料的SEM图。
图3为本发明实施例1所得材料的HRTEM图。
图4为本发明实施例1所得材料的元素含量图。
图5为本发明实施例1所得材料的倍率性能图。
图6为本发明实施例1所得材料的循环寿命图。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供了一种钠离子电池负极材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)玉米秸秆从中国山西省北部的农田中获取，将自然晾干的玉米秸秆分成玉米外皮和玉米内芯，将所选的外皮使用机械磨成粉末，粉末的粒径为10μm-1mm，在烘箱中在110℃下干燥24小时后作为初始生物质碳源。
(2)称取干燥完全的玉米外皮，浸入含5％的稀硫酸水溶液的聚四氟乙烯反应釜内衬中，在180℃下反应48小时。然后将所得产物使用蒸馏水洗涤至中性，105℃下干燥10h后，充分研磨。
(3)将研磨好材料转移到高温管式炉(氮气气氛)中以2℃/分速率加热到1200℃，保温2小时后自然冷却至室温。
(4)将以上产物浸泡在体积比HNO3：H2O2＝3：1的混合溶液中，在45℃下持续搅拌4小时，接着再加同体积的蒸馏水，继续45℃下持续搅拌4小时，随后洗涤所得样品(命名为HCR)，干燥10h。
(5)将上一步干燥的样品转移到一定体积的乙二胺溶液中，在持续搅拌过程中升温至75℃，反应6小时后，使用蒸馏水冲洗至中性，在105℃下干燥10h，高氮掺杂生物质碳材料(命名为HCRN)制备完成。
如图1所示，玉米秸秆的玉米外皮经过磨碎后在水热下预碳化，然后再在1200℃下高温碳化，最后再用乙二胺进行氮参杂，即可得到高氮掺杂生物质碳材料。
如图2所示，HCRN由直径为3μm-10μm的球结构和厚度为0.1μm-3μm的片结构组成。
研究表明，由于氮掺杂，该材料的d-间距(0.377nm)大于石墨(0.335nm)，因此，该材料可以允许钠离子插入/提取。
如图3所示，该材料具有良好的石墨微晶，其具有高电导率及较高的d-间距有利于嵌入大量的钠，提高材料的比容量。
由图4可以看出：该材料中，氮的原子百分比为8.88％。
由图5可以看出：该材料具有良好的倍率性能。
由图6可以看出：该材料具有良好的大电流、长寿命的性能。
HCRN的高ID/IG＝0.924表示HCRN中更多有缺陷或活跃的网点。在正极钠片，负极HCRN，电解液为1.0M NaClO4+[碳酸亚乙酯(EC)：碳酸二乙酯(DEC)＝1:1]，电化学测试表明，HCRN表现出稳定的可逆容量(0.25C下200次循环后为269mAh g-1)，良好的速率性能(10C下为130mAh g-1)，特别是其具有优异的长期循环稳定性(在1C下500次循环后为217mAh g-1，接着在25C下经过3000次循环后为108mAh g-1)。
实施例2
本实施例提供了一种钠离子电池负极材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)玉米秸秆从中国山西省北部的农田中获取，将自然晾干的玉米秸秆分成玉米外皮和玉米内芯，将所选的外皮使用机械磨成粉末，粉末的粒径为10μm-1mm，在烘箱中在115℃下干燥20小时后作为初始生物质碳源。
(2)称取干燥完全的玉米外皮，浸入含7％的稀硫酸水溶液的聚四氟乙烯反应釜内衬中，在170℃下反应20小时。然后将所得产物使用蒸馏水洗涤至中性，110℃下干燥20h后，充分研磨。
(3)将研磨好材料转移到高温管式炉(氩气气氛)中以2.5℃/分速率加热到1250℃，保温2.5小时后自然冷却至室温。
(4)将以上产物浸泡在体积比HNO3：H2O2＝4：1的混合溶液中，在40℃下持续搅拌3小时，接着再加同体积的蒸馏水，继续40℃下持续搅拌3小时，随后洗涤所得样品(命名为HCR)，干燥15h。
(5)将上一步干燥的样品转移到一定体积的乙二胺溶液中，在持续搅拌过程中升温至70℃，反应4小时后，使用蒸馏水冲洗至中性，再110℃干燥15h，高氮掺杂生物质碳材料(命名为HCRN)制备完成。
HCRN由直径为3μm-10μm的球结构和厚度为0.1μm-3μm的片结构组成。研究表明，由于氮掺杂，该材料的d-间距(0.378nm)大于石墨(0.335nm)，因此，该材料可以允许钠离子插入/提取。该材料中，氮的原子百分比为8.85％。
电化学测试表明，HCRN表现出稳定的可逆容量(0.25C下200次循环后为267mAh g-1)，良好的速率性能(10C下为131mAh g-1)，特别是其具有优异的长期循环稳定性(在1C下500次循环后为215mAh g-1，接着在25C下经过3000次循环后为106mAh g-1)。
实施例3
本实施例提供了一种钠离子电池负极材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)玉米秸秆从中国山西省北部的农田中获取，将自然晾干的玉米秸秆分成玉米外皮和玉米内芯，将所选的外皮使用机械磨成粉末，粉末的粒径为10μm-1mm，在烘箱中在115℃下干燥18小时后作为初始生物质碳源。
(2)称取干燥完全的玉米外皮，浸入含6％的稀硫酸水溶液的聚四氟乙烯反应釜内衬中，在190℃下反应56小时。然后将所得产物使用蒸馏水洗涤至中性，115℃下干燥25h后，充分研磨。
(3)将研磨好材料转移到高温管式炉(氮气气氛)中以1.5℃/分速率加热到1150℃，保温4.5小时后自然冷却至室温。
(4)将以上产物浸泡在体积比HNO3：H2O2＝4：1的混合溶液中，在50℃下持续搅拌5小时，接着再加同体积的蒸馏水，继续50℃下持续搅拌5小时，随后洗涤所得样品(命名为HCR)，干燥12h。
(5)将上一步干燥的样品转移到一定体积的乙二胺溶液中，在持续搅拌过程中升温至78℃，反应3小时后，使用蒸馏水冲洗至中性，在110℃干燥12h，高氮掺杂生物质碳材料(命名为HCRN)制备完成。
HCRN由直径为3μm-10μm的球结构和厚度为0.1μm-3μm的片结构组成。研究表明，由于氮掺杂，该材料的d-间距(0.375nm)大于石墨(0.335nm)，因此，该材料可以允许钠离子插入/提取。该材料中，氮的原子百分比为8.30％。
电化学测试表明，HCRN表现出稳定的可逆容量(0.25C下200次循环后为265mAh g-1)，良好的速率性能(10C下为135mAh g-1)，特别是其具有优异的长期循环稳定性(在1C下500次循环后为213mAh g-1，接着在25C下经过3000次循环后为105mAh g-1)。
实施例4
本实施例提供了一种钠离子电池负极材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)玉米秸秆从中国山西省北部的农田中获取，将自然晾干的玉米秸秆分成玉米外皮和玉米内芯，将所选的外皮使用机械磨成粉末，粉末的粒径为10μm-1mm，在烘箱中在100℃下干燥22小时后作为初始生物质碳源。
(2)称取干燥完全的玉米外皮，浸入含8％的稀硫酸水溶液的聚四氟乙烯反应釜内衬中，在175℃下反应28小时。然后将所得产物使用蒸馏水洗涤至中性，100℃下干燥16h后，充分研磨。
(3)将研磨好材料转移到高温管式炉(氮气气氛)中以3.5℃/分速率加热到1180℃，保温1.5小时后自然冷却至室温。
(4)将以上产物浸泡在体积比HNO3：H2O2＝1：1的混合溶液中，在50℃下持续搅拌3.5小时，接着再加同体积的蒸馏水，继续50℃下持续搅拌3.5小时，随后洗涤所得样品(命名为HCR)，干燥22h。
(5)将上一步干燥的样品转移到一定体积的乙二胺溶液中，在持续搅拌过程中升温至78℃，反应8.5小时后，使用蒸馏水冲洗至中性，在100℃下干燥16h，高氮掺杂生物质碳材料(命名为HCRN)制备完成。
HCRN由直径为3μm-10μm的球结构和厚度为0.1μm-3μm的片结构组成。研究表明，由于氮掺杂，该材料的d-间距(0.374nm)大于石墨(0.335nm)，因此，该材料可以允许钠离子插入/提取。该材料中，氮的原子百分比为8.52％。
电化学测试表明，HCRN表现出稳定的可逆容量(0.25C下200次循环后为260mAh g-1)，良好的速率性能(10C下为128mAh g-1)，特别是其具有优异的长期循环稳定性(在1C下500次循环后为210mAh g-1，接着在25C下经过3000次循环后为102mAh g-1)。
实施例5
本实施例提供了一种钠离子电池负极材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)玉米秸秆从中国山西省北部的农田中获取，将自然晾干的玉米秸秆分成玉米外皮和玉米内芯，将所选的外皮使用机械磨成粉末，粉末的粒径为10μm-1mm，在烘箱中在108℃下干燥26小时后作为初始生物质碳源。
(2)称取干燥完全的玉米外皮，浸入含4％的稀硫酸水溶液的聚四氟乙烯反应釜内衬中，在170℃下反应25小时。然后将所得产物使用蒸馏水洗涤至中性，102℃下干燥17h后，充分研磨。
(3)将研磨好材料转移到高温管式炉(氮气气氛)中以4℃/分速率加热到1280℃，保温5.2小时后自然冷却至室温。
(4)将以上产物浸泡在体积比HNO3：H2O2＝4.5：1的混合溶液中，在55℃下持续搅拌4.5小时，接着再加同体积的蒸馏水，继续55℃下持续搅拌4.5小时，随后洗涤所得样品(命名为HCR)，干燥19h。
(5)将上一步干燥的样品转移到一定体积的乙二胺溶液中，在持续搅拌过程中升温至72℃，反应10.5小时后，使用蒸馏水冲洗至中性，在102℃下干燥19h，高氮掺杂生物质碳材料(命名为HCRN)制备完成。
HCRN由直径为3μm-10μm的球结构和厚度为0.1μm-3μm的片结构组成。
研究表明，由于氮掺杂，该材料的d-间距(0.372nm)大于石墨(0.335nm)，因此，该材料可以允许钠离子插入/提取。
该材料具有良好的石墨微晶，其具有高电导率以有益于氧化还原反应，该材料中，氮的原子百分比为7.28％。
电化学测试表明，HCRN表现出稳定的可逆容量(0.25C下200次循环后为261mAh g-1)，良好的速率性能(10C下为133mAh g-1)，特别是其具有优异的长期循环稳定性(在1C下500次循环后为212mAh g-1，接着在25C下经过3000次循环后为105mAh g-1)。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (10)

1.一种低温高氮掺杂钠离子电池负极材料的制备方法，其特征在于，至少包括如下步骤：
第一步，将自然晾干的玉米秸秆分成玉米外皮和玉米内芯，将玉米外皮磨成粉末，彻底干燥后作为初始生物质碳源；
第二步，称取第一步得到的初始生物质碳源，将其浸入盛有稀硫酸水溶液的聚四氟乙烯反应釜内衬中，在160℃-200℃下反应20h-60h，然后用蒸馏水将所得产物洗涤至中性，彻底干燥后，充分研磨；
第三步，将第二步研磨好的材料转移到高温管式炉中以1℃/分-5℃/分的速率加热到1100℃-1300℃，保温1h-6h后自然冷却至室温；
第四步，将第三步得到的产物浸泡在硝酸和过氧化氢的混合溶液中，在30℃-60℃下持续搅拌2h-6h，接着再加入同体积的蒸馏水，继续在30℃-60℃下持续搅拌2h-6h，随后洗涤所得样品，充分干燥；
第五步，将第四步干燥得到的样品转移到乙二胺溶液中，在持续搅拌过程中升温至60℃-80℃，反应2h-12h后，使用蒸馏水冲洗至中性，完全干燥，得到高氮掺杂的钠离子电池负极材料。
2.根据权利要求1所述的低温高氮掺杂钠离子电池负极材料的制备方法，其特征在于，第一步所述粉末的粒径为10μm-1mm。
3.根据权利要求1所述的低温高氮掺杂钠离子电池负极材料的制备方法，其特征在于，第一步所述干燥为在烘箱中于100℃-120℃下干燥10h-30h小时。
4.根据权利要求1所述的低温高氮掺杂钠离子电池负极材料的制备方法，其特征在于，第二步所述的稀硫酸水溶液中硫酸的质量百分比为3％-10％。
5.根据权利要求1所述的低温高氮掺杂钠离子电池负极材料的制备方法，其特征在于，第二步所述干燥的温度为100℃-120℃，干燥的持续时间为5h-30h。
6.根据权利要求1所述的低温高氮掺杂钠离子电池负极材料的制备方法，其特征在于，第三步所述高温管式炉的内部为惰性气体气氛，所述惰性气体为氮气或氩气。
7.根据权利要求1所述的低温高氮掺杂钠离子电池负极材料的制备方法，其特征在于，第四步中，硝酸和过氧化氢的体积比为(1-5)：1。
8.根据权利要求1所述的低温高氮掺杂钠离子电池负极材料的制备方法，其特征在于，第四步所述干燥的温度为100℃-120℃，干燥的持续时间为5h-30h；第五步所述干燥的温度为100℃-110℃，干燥的持续时间为5h-30h。
9.根据权利要求1所述的低温高氮掺杂钠离子电池负极材料的制备方法，其特征在于，高氮掺杂的钠离子电池负极材料中，氮的原子百分比为6％-9％，所述材料的层间距为0.370nm-0.380nm。
10.根据权利要求1所述的低温高氮掺杂钠离子电池负极材料的制备方法，其特征在于，高氮掺杂的钠离子电池负极材料包括微球结构和片结构，微球结构的直径为3μm-10μm，片结构的厚度为0.1μm-3μm。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110357061A (zh) * 2018-09-25 2019-10-22 昆明理工大学 一种过期废药急支颗粒的回收方法
CN110753673A (zh) * 2018-11-23 2020-02-04 辽宁星空钠电电池有限公司 一种基于生物质的官能团修饰的钠离子电池负极材料及其制备方法和应用
CN111244477A (zh) * 2020-01-14 2020-06-05 北京理工大学 一种生物质碳纳米球团簇材料的制备及其应用

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105576211A (zh) * 2016-02-19 2016-05-11 东莞市迈科科技有限公司 一种锂离子电池氮掺杂碳包覆石墨烯材料的制备方法
CN106601490A (zh) * 2016-06-21 2017-04-26 中国科学院青岛生物能源与过程研究所 一种生物质基含氮多孔碳的制备方法及由该方法制备的多孔碳及其用途
CN107337205A (zh) * 2017-07-06 2017-11-10 江苏师范大学 一利用废弃玉米秸秆转变为钠离子电池电极材料的方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105576211A (zh) * 2016-02-19 2016-05-11 东莞市迈科科技有限公司 一种锂离子电池氮掺杂碳包覆石墨烯材料的制备方法
CN106601490A (zh) * 2016-06-21 2017-04-26 中国科学院青岛生物能源与过程研究所 一种生物质基含氮多孔碳的制备方法及由该方法制备的多孔碳及其用途
CN107337205A (zh) * 2017-07-06 2017-11-10 江苏师范大学 一利用废弃玉米秸秆转变为钠离子电池电极材料的方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DECAI QIN等: ""Analogous graphite carbon sheets derived from corn stalks as high performance sodium-ion battery anodes"", 《RSC ADVANCES》 *
ROHIT RANGANATHAN GADDAM等: ""Capacitance-enhanced sodium-ion storage in nitrogen-rich hard carbon"", 《JOURNAL OF MATERIALS CHEMISTRY A》 *
TINGZHOU YANG等: ""A Sustainable Route from Biomass Byproduct Okara to High Content Nitrogen-Doped Carbon Sheets for Efficient Sodium Ion Batteries"", 《ADVANCED MATERIALS》 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110357061A (zh) * 2018-09-25 2019-10-22 昆明理工大学 一种过期废药急支颗粒的回收方法
CN110357061B (zh) * 2018-09-25 2022-12-23 昆明理工大学 一种过期废药急支颗粒的回收方法
CN110753673A (zh) * 2018-11-23 2020-02-04 辽宁星空钠电电池有限公司 一种基于生物质的官能团修饰的钠离子电池负极材料及其制备方法和应用
CN111244477A (zh) * 2020-01-14 2020-06-05 北京理工大学 一种生物质碳纳米球团簇材料的制备及其应用

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