本技术涉及化工合成树脂炭微球领域,特别是一种酚醛树脂基炭微球的尺寸可控制备方法。通过精确控制氨水在溶剂中的体积分数和加热温度,实现酚醛树脂微球尺寸的精确调控。
背景技术
随着储能需求的不断增长,对高能量密度设备的需求也日益增长。过去几十年来,锂离子电池(LIB)面临着锂资源短缺的问题从而急需寻找“下一代离子电池”。由于钾离子电池(PIB)具有相似的氧化还原化学性质和较低的材料成本,因此可以在大规模储能应用中对锂离子电池进行补充。然而,钾离子电池的能量密度有限,严重阻碍了实际应用。
炭负极被认为是打破PIB能量密度低这一瓶颈的重要角色。高能量密度设备需要高输出电压和高容量,而这取决于炭负极材料中是否存在低电位平台(LPP)区域。因此,提高炭负极的低电位性能对于开发高能量密度PIB至关重要。其中,具有弯曲碳层和闭孔结构的硬炭(HC)被认为是最有前途的负极材料之一。HC突出的低电压平台容量(LPP)在提高全电池输出电压和能量密度方面起着关键作用。因此,开发具有优异LPP性能的先进HC负极对于实现高能量密度PIB至关重要。
酚醛树脂材料是一种常用的高分子材料,具有性能稳定、碳收率高以及经济便宜的优势,是一种优良的钾离子负极材料。然而,球形酚醛树脂基硬炭材料合成工艺繁琐,传统的制备方法往往采用热固型酚醛树脂和固化剂混合,再经历破碎、固化再破碎的过程,才能通过碳化制备树脂微球,过程不仅繁琐费时,制备的微球尺寸往往高于100μm且不均匀,且低电压下比容量较低。尽管通过水热釜可以制备50μm以下的酚醛树脂微球,但是其反应条件需要高温高压,且反应时间过长,工业化生产成本过高,这些问题限制了其在钾离子电池中的应用。如何在控制炭微球尺寸的前提下提高低电压储钾容量,是本领域技术人员亟待解决的问题。
实现思路