一种机械表面改性生物质硬碳材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种机械表面改性生物质硬碳材料及其制备方法和应用。该方法将生物质原料干燥后投入球磨罐中进行高压球磨，得前驱体；前驱体经多段式连续碳化和破碎，即得；所述高压球磨的气氛为单一或混合气氛。该方法具有原料来源广泛、成本低廉和工艺简单等优点，无需化学试剂，不产生二次污染。该硬碳材料通过调节碳链结构和表面改性，在保证材料高闭孔率的同时，具有丰富的表面官能团和适宜的层间距，有效解决了硬碳材料对钠离子的嵌入和脱出效率低，易形成枝晶的问题。基于本发明专利技术所提供硬碳材料制备钠离子电池，具有优异的电化学性能，可有效提高钠离子电池容量和首圈库伦效率。率。率。

【技术实现步骤摘要】
一种机械表面改性生物质硬碳材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于电极材料
，具体涉及一种钠离子电池用生物质基硬碳负极材料的制备方法。

技术介绍

[0002]近些年来，随着可再生能源的大规模应用，开发安全可靠的储能设备对于解决可再生能源的间歇性、不稳定性等问题，实现能源的持续性输出具有重要的意义。锂离子电池作为重要的额储能设备已经成功应用于多个领域，然而锂资源储量有限、分布不均而且成本较高，难以满足未来的应用需求。钠离子电池再次进入研究人员的视野，钠离子电池的储能机理与锂离子电池相似，且钠储量丰富，成本低廉，因此开发出高容量，倍率性能优异，使用寿命较长的负极材料是实现钠离子电池产业化的关键。
[0003]在众多用作钠离子电池负极的材料中，以资源丰富、成本低廉且可再生的生物质合成的碳基负极材料得到广泛研究，生物质废弃物具有来源广泛、可持续再生、低污染。价格低廉等特点，以它们为原料制备碳材料既能节约成本，还可以缓解大量焚烧废弃物引起的环境污染问题。其次，生物质材料在生长过程中会形成特殊的质地结构和纹理特征，在碳化后仍能保持原本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种机械表面改性生物质硬碳材料的制备方法，其特征在于：将生物质原料干燥后投入球磨罐中进行高压球磨，得前驱体；前驱体经多段式连续碳化和破碎，即得；所述高压球磨的气氛为单一或混合气氛。2.根据权利要求1所述的一种机械表面改性生物质硬碳材料的制备方法，其特征在于：所述生物质原料为等利用大气、水和土壤自然合成的各种植物有机体；所述高压球磨的气氛为CO2、NH3和O2中的至少一种。3.根据权利要求1所述的一种机械表面改性生物质硬碳材料的制备方法，其特征在于：所述生物质原料为淀粉、竹子、木材、花生壳和麦壳中的一种；所述干燥的条件为：温度为70～80℃，时间为2～3h。4.根据权利要求1所述的一种机械表面改性生物质硬碳材料的制备方法，其特征在于：所述高压球磨为干基球磨，其条件为：转速为100～1000rpm，时间为12～48h，球料比为1：0.05～20，压力为0.1～0....

【专利技术属性】
技术研发人员：孙旦，刘睿，王海燕，唐有根，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：