编号：FTJS10645
篇名：采用两步炭化法和熔盐模板法制备N、S共掺杂煤基硬炭及共储钠性能
作者：牛慧祝 王海花 孙立宇 杨晨榕 王雨 曹瑞 杨存国 王洁 舒珂维
关键词： 硬炭 钠离子电池 煤衍生炭 两步炭化 氮硫共掺杂
机构： 陕西科技大学化学与化工学院 陕西科技大学西安市先端性能材料与高分子创新团队 陕西科技大学陕西省工业化学添加剂重点实验室 西安北方惠安化学工业有限公司
摘要： 硬炭因资源丰富、结构稳定及安全性高等优势,已成为钠离子电池常用阳极材料。其中,煤基衍生硬炭受到了广泛的关注。本工作以长焰煤为碳源,硫脲为氮硫源,NaCl为模板,通过两步炭化工艺和杂原子掺杂相结合的方法合成了N和S共掺杂的煤基硬炭(NSPC1200)。两步炭化过程在调节碳微晶结构和扩大层间距方面发挥了重要的作用。N和S的共掺杂调节了炭材料的电子结构,赋予其更多的活性位点;此外,引入NaCl作为模板有助于孔结构的构建,有利于电极和电解质之间的接触,从而实现Na+和电子的有效传输。在协同作用下,样品NSPC1200表现出优异的储钠能力,在20 mA g−1电流密度下呈现314.2 mAh g−1的可逆容量。即使在100 mA g−1下循环200次,仍保持224.4 mAh g−1的比容量。这项工作成功实现了策略性调整煤基炭材料微观结构的目标,最终获得了具有优异的电化学性能的硬炭阳极。
