本發明涉及一類鈉離子電池磷/碳復合負極材料及其制備方法，屬于電化學領域。
背景技術：
早在20世紀80年代，鈉離子電池和鋰離子電池同時得到研究，隨著鋰離子電池成功商業化，鈉離子電池的研究逐漸被放緩。鋰離子電池具有能量密度大、循環壽命長、工作電壓高、無記憶效應、自放電小、工作溫度范圍寬等優點，但其仍然存在很多問題，而且隨著鋰離子電池應用于電動汽車，鋰的需求量大大增加，而鋰的儲量有限且分布不均使得鋰離子電池的發展受到了極大的限制。
鈉與鋰屬于同一主族，各項物理化學性質較為接近，且在自然界蘊藏豐富(地殼儲量第四的元素)，儲量遠高于主要集中于南美的鋰資源，同時提取相對比較容易，基于此，鈉離子電池相對鋰離子電池成本更低，從長期來看可以突破自然資源依賴，具有先天的成本優勢。
鋰離子電池的商品化首先得益于嵌鋰碳負極的成功開發，鈉離子電池負極首選自然也考慮碳材料。然而，廣泛用作儲鋰負極的石墨類材料幾乎不能用于可逆嵌鈉反應，這一差異主要在于鈉離子的半徑比鋰的大很多，石墨層間距不允許體積較大的鈉離子嵌入。因此，嵌鈉碳材料研究主要應集中于石墨化程度低、碳層間距較大以及結構無序性高的各種碳材料。
將無煙煤作為碳源進行石墨化處理是一種理想的鈉離子電池負極材料，但其比容量較低。磷具有較高的理論比容量，將少量磷引入到碳材料中可以大大提升材料的可逆容量。
技術實現要素：
本發明提供了一種磷/碳復合負極材料的制備方法，以無煙煤和磷為原料，從源頭上大大縮減了材料的制備成本，通過無煙煤和磷的機械球磨復合，得到的材料顆粒小且分布均勻，磷為材料提供了較高的比容量，而由無煙煤轉化的碳材料則能有效抑制磷的體積膨脹并提供良好的導電網絡，顯著提高了碳負極材料應用于鈉離子電池的可逆容量和倍率性能。該方法簡單易操作，適用于工業化生產。
本發明的技術方案為：一種磷/碳復合負極材料選用優質的無煙煤（含碳量大于97%），經過提純、高溫熱處理后和純度為99.999%的紅磷單質為原料，以一定比例機械球磨混合得到無定形態磷/碳復合負極材料，該材料粒徑為7~10微米。
一種磷/碳復合負極材料的具體制備方法：
第一步，將含碳量大于97%的無煙煤礦進行機械球磨處理，通過調節球磨參數，將無煙煤顆粒平均粒徑控制在0.5微米以內；
第二步，將球磨后的無煙煤微粉置于2-5mol/L的混酸（鹽酸/硝酸等摩爾比混合）中，加熱至
聲明：
“磷/碳復合負極材料及其制備方法與流程” 該技術專利(論文)所有權利歸屬于技術(論文)所有人。僅供學習研究，如用于商業用途，請聯系該技術所有人。
我是此專利(論文)的發明人(作者)
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編輯：中冶有色網
來源：三峽大學
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2025年07月09日 ~ 11日 
