一种硬碳材料及其制备方法、应用和钠离子电池技术

本发明专利技术公开了一种硬碳材料及其制备方法、应用和钠离子电池。该硬碳材料的制备方法如下：将碳前体经预炭化、酸洗、热解和球磨，即可；其中，所述碳前体的原料为榛子壳；所述酸洗使用的混合酸中各原料酸的浓度为2～7mol/L；所述球磨过程中，采用的磨球与物料的质量比为15：1～25：1。本发明专利技术硬碳材料的原料来源广泛，制备方法简单，成本低廉，可实现公斤级制备；杂质含量低、粒度均匀，其表面和内部富含钠吸附活性位点且同时防止电解质进入约0.53nm的超微孔；采用本发明专利技术的硬碳材料在制备极片时的大批量涂布中优势显著；本发明专利技术制备的硬碳材料在制备钠离子电池时，可实现较高的储钠比容量和良好的首次库伦效率的效果。良好的首次库伦效率的效果。良好的首次库伦效率的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种硬碳材料及其制备方法、应用和钠离子电池


[0001]本专利技术具体涉及一种硬碳材料及其制备方法、应用和钠离子电池。

技术介绍

[0002]能源是人类社会赖以生存的基础，随着全球日益增长的高效、清洁能源需求，大规模储能技术的出现解决了可再生清洁能源不连续性与能源需求连续性之间的矛盾。作为一种新兴储能技术的基于二次电池技术的电化学储能，近些年来在诸多的大规模储能技术中展露头角。相较于其他二次电池，锂离子电池因为其较高的比能量，放电稳定，良好的安全性以及无记忆效应等优点，在电子设备和动力电池等领域得到了广泛的应用。但由于锂资源的储量有限，各国科学家都在寻找一种可以满足日益增长的储能需求的二次电池或技术。在这种情况下，由于自然界储量丰富且与锂是元素周期表里同一主族即化学性质非常接近的钠元素，使得钠离子电池再次受到了重视，并且被认为是有希望替代锂离子电池用于规模储能的下一代二次电池体系。
[0003]然而，若想实现钠离子电池的商业化，选择合适的负极材料至关重要。目前，钠离子电池中主要的负极材料包括石墨、软碳和硬碳等。石墨是商业化锂电的主要负极本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种硬碳材料的制备方法，其特征在于，其包括如下步骤：将碳前体经预碳化、酸洗、热解和球磨，即可；其中，所述碳前体的原料为榛子壳；所述酸洗使用的混合酸中各原料酸的浓度为2～7mol/L；所述球磨过程中，采用的磨球与物料的质量比为15：1～25：1。2.如权利要求1所述的硬碳材料的制备方法，其特征在于，所述球磨过程中，采用的磨球与物料的质量比为20：1～25：1。3.如权利要求1所述的硬碳材料的制备方法，其特征在于，所述榛子壳为华榛、平榛、毛榛、刺榛和大果榛中的一种或多种；和/或，所述碳前体的制备方法为将所述榛子壳依次进行清洗、干燥和粉碎即可。4.如权利要求1所述的硬碳材料的制备方法，其特征在于，升温至所述预碳化温度的速率为2～3℃/min，例如2℃/min；和/或，所述预碳化的温度为400～700℃，例如400℃、500℃、600℃或700℃；和/或，所述预碳化的时间为2～7h，例如6h。5.如权利要求1所述的硬碳材料的制备方法，其特征在于，所述酸洗中酸的种类为硝酸、盐酸和氢氟酸的一种或多种，较佳地为硝酸、盐酸和氢氟酸的混合酸、硝酸和氢氟酸的混合酸、盐酸和氢氟酸的混合酸或硝酸和盐酸的混合酸；较佳地，所述酸洗的温度为40
±
5℃；较佳地，所述酸洗的过程中，固液比为1：3～2：1，更佳地为1:1；较佳地，所述酸洗使用的混合酸中各原料酸的浓度为3～7mol/L，例如5mol/L、6mol/L或7mol/L；当所述酸洗中酸溶液为硝酸、盐酸和氢氟酸的混合酸时，各原料酸的浓度分别为：所述硝酸的浓度为7mol...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡国志，张秀云，范拯华，陈兵帅，王晓阳，
申请(专利权)人：上海杉杉科技有限公司，
类型：发明
国别省市：