基于沥青的钠离子电池负极材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术实施例涉及一种基于沥青的钠离子电池负极材料及其制备方法和应用，方法包括：将沥青前驱体放入马弗炉中在200℃‑350℃进行预氧化2‑6小时，得到预氧化沥青；将所述预氧化沥青放入高温碳化炉内，以0.5℃/min‑5℃/min的升温速率升温至1300℃‑1600℃，在惰性气氛中对所述预氧化沥青进行热处理，时间为1‑10小时，使得所述预氧化沥青发生碳化、裂解反应；其中，所述预氧化沥青中的氧在所述预氧化沥青的碳化过程中，用以打破沥青有序结构，形成具有楔形缝隙无序结构，并提高了产碳率，进一步降低成本；冷却至室温，得到不规则块状的无定型碳材料即为所述钠离子电池负极材料。

Bitumen-based anode materials for sodium ion batteries and their preparation methods and Applications

The embodiment of the present invention relates to a sodium ion battery negative electrode material based on asphalt and its preparation method and application. The method includes: pre-oxidizing asphalt precursor in a muffle furnace at 200 350 C for 2_6 hours to obtain pre-oxidized asphalt; putting the pre-oxidized asphalt in a high temperature carbonization furnace, heating up to 1300 C_1600 C at a heating rate of 0 5 min and in inertia. The pre-oxidized asphalt is heat treated in a sexual atmosphere for 1 to 10 hours, which causes the carbonization and cracking reaction of the pre-oxidized asphalt. In the carbonization process of the pre-oxidized asphalt, the oxygen in the pre-oxidized asphalt is used to break the ordered structure of the asphalt, form a disordered structure with wedge-shaped cracks, improve the carbon yield and further reduce the cost. At room temperature, the irregular bulk amorphous carbon material is obtained as the negative electrode material of the sodium ion battery.

【技术实现步骤摘要】
基于沥青的钠离子电池负极材料及其制备方法和应用
本专利技术涉及新能源储能器件
，尤其涉及一种基于沥青的钠离子电池负极材料及其制备方法和应用。
技术介绍
高性能二次电池作为最高效与最便捷的能量储存与转换器件对建立清洁的能源体系和实现规模化储能至关重要。钠离子电池以其资源丰富、分布广泛和成本低廉等优势被认为是锂离子电池的有益补充，是应用于大规模储能领域的理想器件之一。对钠离子电池技术的研发具有重要的战略意义，近年来再次得到世界各研究组的广泛关注。高性能电极材料的开发对实现钠离子电池的商业化至关重要。截至目前，钠离子正极材料的研究已经取得了一定进展。钠离子层状氧化物、隧道型氧化物、聚阴离子化合物和普鲁士蓝类材料均已报道具有一定的容量和循环性能。在负极材料方面，由于金属钠的危险性和钠枝晶的形成易导致液态电池的短路带来安全隐患等问题，无法直接将钠金属作为负极应用于钠离子电池中。除此之外，由于石墨与钠的热力学不稳定性，导致石墨不具备储钠能力。因此对负极材料的研发是推动钠离子电池实用化的关键。在已报道的钠离子电池负极材料中，无定型碳材料以其相对较低的储钠电位，较高的储钠容量和良好的循环稳定性本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于沥青的钠离子电池负极材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括：将沥青前驱体放入马弗炉中在200℃‑350℃进行预氧化2‑6小时，得到预氧化沥青；将所述预氧化沥青放入高温碳化炉内，以0.5℃/min‑5℃/min的升温速率升温至1300℃‑1600℃，在惰性气氛中对所述预氧化沥青进行热处理，时间为1‑10小时，使得所述预氧化沥青发生碳化、裂解反应；其中，所述预氧化沥青中的氧在所述预氧化沥青的碳化过程中，用以打破沥青有序结构，形成具有楔形缝隙无序结构；冷却至室温，得到不规则块状的无定型碳材料即为所述钠离子电池负极材料。

【技术特征摘要】
1.一种基于沥青的钠离子电池负极材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括：将沥青前驱体放入马弗炉中在200℃-350℃进行预氧化2-6小时，得到预氧化沥青；将所述预氧化沥青放入高温碳化炉内，以0.5℃/min-5℃/min的升温速率升温至1300℃-1600℃，在惰性气氛中对所述预氧化沥青进行热处理，时间为1-10小时，使得所述预氧化沥青发生碳化、裂解反应；其中，所述预氧化沥青中的氧在所述预氧化沥青的碳化过程中，用以打破沥青有序结构，形成具有楔形缝隙无序结构；冷却至室温，得到不规则块状的无定型碳材料即为所述钠离子电池负极材料。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述预氧化在空气或氧气气氛中进行。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述预氧化的温度为280℃-320℃。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述预氧化的温度为300℃。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述沥...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆雅翔，胡勇胜，唐堃，李泓，黄学杰，陈立泉，
申请(专利权)人：中国科学院物理研究所，北京中科海钠科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京,11