【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及電化學儲能材料，特別涉及一種用于鈉離子電池負極材料的co2p包覆中空碳球復合材料及其制備方法。
技術介紹
1、隨著能源危機和環境問題的加劇，對高效儲能技術的需求日益迫切。鋰離子電池（libs）廣泛應用于便攜式電子產品和電動汽車，然而隨著鋰礦資源有限、成本逐年攀升等問題急需一個有效的替代品。同時鈉離子電池（sibs）由于其豐富的資源和成本效益，在大規模儲能上具有巨大潛力。然而，鈉離子的較大尺寸和較重質量使鈉離子電池在容量、循環壽命和倍率性能方面面臨挑戰。因此開發高效穩定的負極材料，成為鈉離子電池能夠廣泛應用的關鍵任務之一。
2、過渡金屬化合物，特別是磷化物，由于其良好的轉化反應，同時具有高理論容量，低氧化還原電位和優異的電化學可逆性，作為鈉離子電池的負極材料是具有巨大潛力的。然而，它們仍然承受較大的體積變化和較低的固有電導率，這導致在循環過程中容量衰減迅速，倍率性能較差。
3、金屬有機骨架（mof）是由金屬離子與有機配體通過自組裝形成的一種碳骨架結構。它們具有可調控的組成、豐富的多孔結構以及多樣的反應位點等優點。以咪唑為有機配體的mof，例如zif，由于其天然具備氮摻雜的優勢而備受關注。其中，zif-67衍生的鈷基金屬化合物通常表現出優異的導電性和良好的電化學穩定性。然而，傳統mof材料的結構在高溫熱解過程中易發生分解，難以保持其獨特的形態，且純mof晶體結構在離子插入和分離過程中容易坍塌，限制了其電化學性能的進一步提升。
4、碳材料（尤其是硬碳）作為鈉離子電池的負極材料，已在多個
5、因此對過渡金屬化合物同碳材料進行合理的結構設計是必要的。
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于克服現存技術的缺陷，提供了一種co2p包覆中空碳球復合材料用于鈉離子電池負極材料及其制備方法，本專利技術給出的方法制備出的co2p包覆中空碳球復合材料具有長壽命、高容量、高倍率等優異性能，且原料價格低廉，來源廣泛，制備方法簡單高效。
2、一種用于鈉離子電池負極材料的co2p包覆中空碳球復合材料的制備方法，包括如下步驟：
3、步驟一：將葡萄糖、p123、油酸鈉溶解于去離子水中充分攪拌混合并靜置消泡，得到預成球前驅體溶液；
4、步驟二：將步驟一得到的預成球前驅體溶液置于反應釜中，在烘箱中進行水熱處理后，冷卻至室溫，依次離心沉淀、洗滌和烘干，得到預碳化的碳球材料；
5、步驟三：將六水硝酸鈷和2-甲基咪唑分別溶解于dmf溶液中，攪拌均勻，分別得到溶液a、溶液b，將步驟二中得到的預碳化的碳球材料與溶液a混合，得到混合溶液c，將混合溶液c超聲，溶質呈現分散均勻的狀態后，將溶液b轉移到混合溶液c中，攪拌后得到具有沸石咪唑骨架的碳球材料混合溶液；
6、步驟四：將步驟三得到的具有沸石咪唑骨架的碳球材料混合溶液置于反應釜中，在烘箱中進行水熱處理后，冷卻至室溫，依次離心沉淀、洗滌和烘干，得到預碳化的具有沸石咪唑骨架的碳球材料；
7、步驟五：將步驟四得到的預碳化的具有沸石咪唑骨架的碳球材料與次磷酸鈉放置在管式爐中，在惰性氣體氛圍下同時進行碳化和磷化處理，冷卻至室溫后，得到co2p包覆中空碳球復合材料；
8、co2p包覆中空碳球復合材料中，co2p納米相的粒徑為20nm～30nm；中空碳球的直徑為500nm～600nm。
9、優選的，所述步驟一中葡萄糖、p123、油酸鈉充分攪拌的時間為30～60min，靜置消泡的時間為2～3小時。
10、優選的，所述步驟一中葡萄糖和去離子水的用量比為4～5g:80～100ml；葡萄糖、p123、油酸鈉重量比按照15:0.1~0.2:0.02~0.03。
11、優選的，所述步驟二中進行水熱處理的水熱時間為12～24小時，水熱溫度為160~180℃，洗滌時采用去離子水多次洗滌，烘干時采用60~80℃干燥10個小時。
12、優選的，所述步驟三中預碳化的碳球材料加入溶液a中超聲分散時間為15～30min；
13、將溶液b轉移到混合溶液c中，攪拌30～60min后得到具有沸石咪唑骨架的碳球材料混合溶液。
14、優選的，所述步驟三中預碳化的碳球材料與六水硝酸鈷質量用量之比為2~4:8~9，所述六水硝酸鈷與2-甲基咪唑的摩爾比為1:1~4，所述預碳化的碳球材料與dmf溶液用量比為0.1～0.4g:30～120ml。
15、優選的，所述步驟四中具有沸石咪唑骨架的碳球材料在烘箱中進行水熱處理的時間為12～24小時，水熱溫度為160~180℃，洗滌時采用乙醇多次洗滌，烘干時采用60~80℃干燥10個小時。
16、優選的，所述步驟五中碳化處理在氬氣或氮氣氣氛中進行，碳化溫度為400～600℃，其升溫速率為1～2℃/min，碳化時間為1～3小時；
17、所述步驟五中預碳化的具有沸石咪唑骨架的碳球材料與次磷酸鈉的用量質量比為1:4~10。
18、優選的，所述步驟五中的次磷酸鈉放置在瓷舟內，瓷舟位于管式爐進氣上游一端，所盛預碳化的具有沸石咪唑骨架的碳球材料位于管式爐進氣下游一端，加熱速度控制在1～2℃/min，低的加熱速度是磷化成功的關鍵步驟。
19、一種用于鈉離子電池負極材料的co2p包覆中空碳球復合材料，由一種用于鈉離子電池負極材料的co2p包覆中空碳球復合材料的制備方法制得。
20、本專利技術的有益效果：
21、本專利技術采用簡單的兩步水熱法制備了一種高效且穩定儲鈉的co2p包覆中空碳球復合材料，其中co2p納米顆粒分散在中空碳球上，實驗結果表明復合材料具有獨特的多級中空結構，其中co2p相提高材料的儲鈉性能，中空碳球有助于增強導電性和穩定性，同時外部co2p相和內部中空碳球的協同作用能有效地緩解了循環過程中co2p相的體積膨脹，從而使得該復合材料擁有長壽命、高容量等優異性能；
22、本專利技術制備的復合材料不僅能顯著提高電極的整體導電性和機械強度，還能在整個充放電周期中具有更高的穩定性和可靠性，同時，其高比表面積、低密度、良好的結構穩定性和較短的離子傳輸路徑，也賦予了復合材料更優異的電化學性能。中空碳球具有優異的導電性和體積緩沖能力，而過渡金屬化合物（co2p）則展現出良好的電化學性能，兩者復合可以有效地互補，從而顯著提升材料的整體性能，這一設計思路為高效負極材料的開發提供了重要參考。
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1.一種用于鈉離子電池負極材料的Co2P包覆中空碳球復合材料的制備方法，其特征在于：包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種用于鈉離子電池負極材料的Co2P包覆中空碳球復合材料的制備方法，其特征在于：
3.根據權利要求1所述的一種用于鈉離子電池負極材料的Co2P包覆中空碳球復合材料的制備方法，其特征在于：
4.根據權利要求1所述的一種用于鈉離子電池負極材料的Co2P包覆中空碳球復合材料的制備方法，其特征在于：
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7.根據權利要求1所述的一種用于鈉離子電池負極材料的Co2P包覆中空碳球復合材料的制備方法，其特征在于：
8.根據權利要求1所述的一種用于鈉離子電池負極材料的Co2P包覆中空碳球復合材料的制備方法，其特征在于：
9.根據權利要求1所述的一種用于鈉離子電池負極材料的Co
10.一種用于鈉離子電池負極材料的Co2P包覆中空碳球復合材料，其特征在于：所述的用于鈉離子電池負極材料的Co2P包覆中空碳球復合材料由如權利要求1所述的一種用于鈉離子電池負極材料的Co2P包覆中空碳球復合材料的制備方法制得。
...【技術特征摘要】
1.一種用于鈉離子電池負極材料的co2p包覆中空碳球復合材料的制備方法，其特征在于：包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種用于鈉離子電池負極材料的co2p包覆中空碳球復合材料的制備方法，其特征在于：
3.根據權利要求1所述的一種用于鈉離子電池負極材料的co2p包覆中空碳球復合材料的制備方法，其特征在于：
4.根據權利要求1所述的一種用于鈉離子電池負極材料的co2p包覆中空碳球復合材料的制備方法，其特征在于：
5.根據權利要求1所述的一種用于鈉離子電池負極材料的co2p包覆中空碳球復合材料的制備方法，其特征在于：
6.根據權利要求1所述的一種用于鈉離子電池負極材料的co2...
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