硬炭负极材料及其制备方法和应用、电池技术

本发明专利技术公开了一种硬炭负极材料及其制备方法和应用、电池。硬炭负极材料的制备方法包括步骤如下：将有机物和有机盐在混合反应的过程中蒸发溶剂，制得前驱体；将前驱体进行预碳化处理，制得预碳化品；将预碳化品进行碳化处理，制得碳化物；对碳化物进行酸洗，制得硬炭负极材料；其中，有机物包括蔗糖、淀粉、柠檬酸和尿素中的一种或多种，有机盐包括醋酸钠、乳酸钙、柠檬酸钠和羧甲基纤维素钠中的一种或多种，溶剂为乙醇和水的混合溶液。本发明专利技术制得的硬炭负极材料具有较高的首次库伦效率和充放电比容量。电比容量。电比容量。

【技术实现步骤摘要】
硬炭负极材料及其制备方法和应用、电池


[0001]本专利技术涉及一种硬炭负极材料及其制备方法和应用、电池。

技术介绍

[0002]近年来，随着锂离子电池技术的逐渐成熟，新能源汽车的生产和销售不断增加，导致锂资源更加匮乏和锂源价格的不断攀升。由于钠资源丰富、成本低廉的重要优势，钠离子电池的研究逐渐引起科研人员的广泛关注。此外，钠离子电池具有与锂离子电池相似的工作原理，其能量密度接近动力磷酸铁锂电池的能量密度，在研究和生产方面具有很多的共性，更易于大规模生产。因此，钠离子电池将在新能源汽车和大规模能源存储等领域具有很好的应用潜力。
[0003]负极材料是钠离子电池的重要组成部分。很大程度上，负极材料的性能好坏对钠离子电池的整体性能起到了重要的作用。在众多负极材料(磷基、锡基以及铋基等材料)中，硬炭负极材料具有原料来源丰富、制备过程简单以及电化学性能稳定等优点，被认为是未来主流的钠离子负极材料。但是，现阶段研发的硬炭负极材料的首次库伦效率和充放电比容量较低，严重制约了钠离子电池的发展。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种硬炭负极材料的制备方法，其特征在于，其包括步骤如下：S1：将有机物和有机盐在混合反应的过程中蒸发溶剂，制得前驱体；S2：将所述前驱体进行预碳化处理，制得预碳化品；S3：将所述预碳化品进行碳化处理，制得碳化物；S4：对所述碳化物进行酸洗，制得所述硬炭负极材料；步骤S1中，所述有机物包括蔗糖、淀粉、柠檬酸和尿素中的一种或多种，所述有机盐包括醋酸钠、乳酸钙、柠檬酸钠和羧甲基纤维素钠中的一种或多种，所述溶剂为乙醇和水的混合溶液。2.如权利要求1所述的硬炭负极材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述有机物为尿素；和/或，所述有机盐为柠檬酸钠；和/或，所述有机物和所述有机盐的质量比为1:50
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20:1，较佳地为2:1
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8:1，例如2:1、4:1或8:1；和/或，所述乙醇和水体积比为1:30
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10:1，较佳地为1:1
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3:1，例如1:1、2:1或3:1。3.如权利要求1所述的硬炭负极材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述混合反应的时间为0.5
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24小时，例如2小时；和/或，所述混合反应的温度为30
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150℃，例如100℃、120℃或150℃。4.如权利要求1所述的硬炭负极材料的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述预碳化处理在保护气氛下进行，所述保护气氛为氩气、氮气或5％H2/Ar混合气；和/或，所述预碳化处理的温度为300
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1000℃，例如600℃；和/或，所述预碳化处理的时间为0.5
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12小时，例如2小时。5.如权利要求1所述的硬炭负极材料的制备方法，其特征在于，步骤S3中，所述碳化处理在保护气氛下进行，所述保护气氛为氩气、氮气或5％H2/Ar混合气；和/或，所述碳化处理过程中，气体流速为0.01
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10L/min，例如0.5L/min；和/或，升温至所述碳化处理温度的速率为0.1
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20℃/min，例如5℃/min；和/或，所述碳化处理的温度为1000
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2000℃，...

【专利技术属性】
技术研发人员：何亚文，张秀云，范拯华，胡国志，黎蓉蓉，王晓阳，陈兵帅，
申请(专利权)人：宁波杉杉新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：