一种硬碳材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种硬碳材料及其制备方法和应用，属于钠离子电池材料技术领域。本发明专利技术提供的硬碳材料的制备方法包括以下步骤：将煤基材料依次进行球磨和除杂处理，得到煤粉末；以惰性气体为载气，采用可挥发碳源对所述煤粉末进行气相杂化包覆处理，得到硬碳材料前驱体；将得到的硬碳材料前驱体进行高温碳化，得到硬碳材料。本发明专利技术提供的硬碳材料用于制备钠离子电池，可以使钠离子电池兼有高的储钠容量和首次库伦效率，倍率性能优异，长循环性能稳定，远高于现有技术公开的以煤基材料制备的钠离子电池的可逆储钠容量，具有更好的应用前景。景。景。

【技术实现步骤摘要】
一种硬碳材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于涉及钠离子电池材料
，尤其涉及一种硬碳材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]钠离子电池作为一种新型二次电池，由于其丰富的钠资源储量、低廉成本，可以面向大规模储能等多种领域，具有良好的发展前景。负极材料是钠离子电池发展的关键，其中碳基材料最为常用。常规的石墨材料由于其石墨层间小，储钠容量低，导致其无法应用于钠离子电池中。而无定型碳材料由于其更大的层间距，使其具有较高的储钠容量，同时其无毒无害，成本低廉且易于大规模制备，是一种理想的钠离子电池负极材料。
[0003]无定型碳材料主要包括硬碳材料和软碳材料，其中，相比于软碳材料，硬碳材料的碳层间距更大，无定型度更高，其储钠容量高达300mAhg
‑1。以无烟煤、烟煤以及褐煤为代表的煤基材料含碳量高、资源分布广泛、成本低廉，是一种理想的无定型碳前驱体。Hu等人通过直接热解无烟煤制备了煤基碳材料，其储钠容量达到220mAhg
‑1(EnergyStor.Mater.2016,5,191r/>–
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种硬碳材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将煤基材料依次进行球磨和除杂处理，得到煤粉末；(2)以惰性气体为载气，采用可挥发碳源对所述步骤(1)得到的煤粉末进行气相杂化包覆处理，得到硬碳材料前驱体；(3)将所述步骤(2)得到的硬碳材料前驱体进行高温碳化，得到硬碳材料。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中的煤基材料包括无烟煤、烟煤和褐煤中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中煤粉末的粒径为1～10μm。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中可挥发碳源包括煤沥青、煤焦油和石油沥青中的一种或多种。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐斌，陈赫，孙宁，
申请(专利权)人：北京化工大学，
类型：发明
国别省市：