一种基于硬碳前驱体和掺杂相的钠离子电池负极材料及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种基于硬碳前驱体和掺杂相的钠离子电池负极材料及制备方法，所述钠离子电池负极材料以硬碳前驱体和掺杂相为原材料，首先将硬碳前驱体在空气下加热预处理，随后将掺杂相与处理后的硬碳前驱体通过简单的高能球磨混合处理，随后将所得到的复合物在惰性气氛进行烧结处理，待产物冷却后进行酸洗处理，烘干后得到具有“类石墨相”硬碳负极材料；所述的硬碳前驱体为纤维素衍生碳；所述的掺杂相为天然石墨、人造石墨、改性石墨、石油沥青、焦油沥青的一种或多种混合物。本发明专利技术通过较低温度的掺杂相优化的策略，降低材料成本与能耗，构建的“类石墨相”成为实现高容量平台区硬碳负极的关键。碳负极的关键。碳负极的关键。

【技术实现步骤摘要】
一种基于硬碳前驱体和掺杂相的钠离子电池负极材料及制备方法


[0001]本专利技术涉及钠离子电池负极材料的制备领域，具体是一种基于硬碳前驱体和掺杂相的钠离子电池负极材料及制备方法。

技术介绍

[0002]硬碳作为钠离子电池优良的负极材料，具有容量高、电位低等优势，是当前最具有商业化前景的负极材料。硬碳是由随机取向的涡旋结构和缺陷以及孔隙内堆叠的石墨层纳米片组成。近年来的研究报道表明，在典型的充放电曲线中存在斜坡区和平台区，斜坡容量与钠离子吸附行为相对应，平台区容量(0.1 V以下)与钠离子在封闭孔隙结构中的层间嵌入或准金属钠的沉积有关，但目前对于平台区的组成仍不明确。通常，平台区的容量决定着组装全电池的电压窗口，也影响全电池的能量密度。基于此，为构建高能量密度的钠离子电池，通常增加硬碳前驱体的处理温度（＞1300℃）能够显著提升平台区的容量，但温度的增加导致大量能量的消耗，这对于钠离子电池硬碳负极商业化的发展是不利的。为解决此问题，软硬碳的复合是一种优良的解决办法。例如，李等人通过简单的木质素与沥青直接混合的策略获得了高容量平台的硬碳电极，但存在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于硬碳前驱体和掺杂相的钠离子电池负极材料，其特征在于，其制备方法包括以下步骤：（1）将硬碳前驱体和掺杂相进行洗涤处理，干燥后分别研磨筛分；（2）将步骤（1）处理的硬碳前驱体在空气中加热预处理；（3）将步骤（2）得到的前驱体与和掺杂相混合，通过球磨处理，得到复合相前驱体；加热碳化、热解得到复合有掺杂相的碳材料；所述的硬碳前驱体为纤维素衍生碳；所述掺杂相为天然石墨、人造石墨、改性石墨、石油沥青、焦油沥青中的一种或多种混合物。2. 根据权利要求1所述的一种基于硬碳前驱体和掺杂相的钠离子电池负极材料，其特征在于：步骤（3）中，步骤（2）得到的硬碳前驱体经过低温预处理与冷却步骤，然后与掺杂相球磨复合处理，进行高温烧结处理后得到复合有掺杂相的碳材料，其中，低温预处理为在200~400 ℃下处理1~10 h，高温烧结处理为在800
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1200℃下热处理2~10 h。3.根据权利要求2所述的一种基于硬碳前驱体和掺杂相的钠离子电池负极材料，其特征在于：所述的低温预处理的升温速率为0.2~20℃/min。4.根据权利要求2所述的一种基于硬碳前驱体和掺杂相的钠离子电池负极材料，其特征在于：所述的高温烧结处理的升温速率为0.2~20℃/min。5.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤育欣，王峰，姜震铭，鲍晓军，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：