中国科学技术大学傅尧获国家专利权
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龙图腾网获悉中国科学技术大学申请的专利一种共价桥接的双连续硬碳负极材料及其制备方法和应用获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN121591198B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-04-28发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202610128834.3,技术领域涉及:H01M4/583;该发明授权一种共价桥接的双连续硬碳负极材料及其制备方法和应用是由傅尧;胥李志;李闯设计研发完成,并于2026-01-30向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种共价桥接的双连续硬碳负极材料及其制备方法和应用在说明书摘要公布了:本发明公开了一种共价桥接的双连续硬碳负极材料及其制备方法和应用,属于电化学储能材料领域。本发明通过“模板‑自组装‑重构”三段反应突破了生物质硬碳长程无序结构的限制,在硬碳基质中实现电子与离子的原子级协同,利用前驱体的设计增强杂原子掺杂碳点与硬碳基质类石墨畴间的原位机械互锁和化学桥联,通过酸洗纯化和高温碳化工艺触发碳骨架的拓扑重构,并实现C‑C共价键的精准融合。此过程生长出的石墨化纳米畴为电子提供了快速传输通道,产生的拓扑缺陷和杂原子为钠离子的吸附和表面迁移提供快速传输通道,制备的材料展现出优异的可逆容量、首次库伦效率和倍率性能。
本发明授权一种共价桥接的双连续硬碳负极材料及其制备方法和应用在权利要求书中公布了:1.一种共价桥接的双连续硬碳负极材料的制备方法,包括如下步骤: 步骤1:将碳源与碳点前驱体混合,经前处理得到混合前驱体粉末; 步骤2:惰性气氛下,将所述混合前驱体粉末进行第一次连续的两步阶梯碳化处理,得到硬碳中间体; 步骤3:对所述硬碳中间体进行酸洗除杂处理,真空干燥,得到纯化的多孔硬碳中间体; 步骤4:惰性气氛下,将所述纯化的多孔硬碳中间体进行第二次高温碳化处理,得到最终的双连续硬碳材料; 步骤1中,所述碳源选自竹粉、椰壳、玉米秸秆、芦苇、酒糟、棕榈壳、核桃壳、淀粉、和豆胶中的任意一种或几种;所述碳点前驱体根据所提供的杂原子种类分为B源前驱体、N源前驱体、O源前驱体、P源前驱体、S源前驱体以及F源前驱体,所述碳点前驱体选自其中的一种或几种的组合;所述碳点前驱体与所述碳源的质量比为10-100:100; 步骤2中,所述惰性气氛为氩气或氮气;第一阶段的升温速率为0.5-5℃min,碳化温度为100-300℃,保温时间为1-5h,第二阶段的升温速率为2-10℃min,碳化温度为500-800℃,保温时间为1-5h; 步骤3中,所述酸洗除杂过程包括以下步骤: 将所述硬碳中间体加入至酸溶液中,在30-100℃下,以200-500rmin的转速磁力搅拌5-20h,再用去离子水抽滤洗涤至滤液pH为7.0,电导率低于20μScm,后再于80-150℃真空干燥;所述酸溶液选用质量分数为5-30%的盐酸、氢氟酸、磷酸、草酸溶液中的任意一种或几种; 步骤4中,所述惰性气氛为氩气或氮气,升温速率为0.5-10℃min,碳化温度为1100-1700℃,碳化时间为2-10h。
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