一种电池负极硬碳材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种电池负极硬碳材料及其制备方法，所述电池负极硬碳材料包括以下原料：第一碳源，第二碳源，孔道结构修饰剂；所述第一碳源选自煤，沥青中的至少一种，所述第二碳源选自生物质材料，高分子树脂中的至少一种，所述孔道结构修饰剂选自聚烯烃，油脂中至少一种。本发明专利技术基于第一碳源和第二碳源复配，在非成碳的挥发性孔道修饰剂作用下，加热发生异质重排，得到了具有差异性的的石墨域结构，有利于硬碳材料电化学性能的提高。用本发明专利技术负极材料的钠离子二次电池，具有较高的工作电压和能量密度，倍率性能优良，循环性能稳定，安全性能好。好。好。

【技术实现步骤摘要】
一种电池负极硬碳材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及材料
，尤其涉及一种电池负极硬碳材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]得益于钠元素丰富的自然资源和低成本，钠离子电池(SIB)是具有大规模固定应用的储能系统的有前途的候选设备。SIB的工作原理与锂离子电池相似：Na
+
通过电解质在阳极和阴极之间可逆穿梭。然而，与锂离子相比，钠离子的半径更大，电荷密度更低，这在缓慢的Na
+
扩散动力学和不稳定的电极/电解质界面中存在问题，导致钠储存性能较差。因此，开发用于SIB的高性能电极材料已受到广泛关注。
[0003]在各种负极材料中，硬碳是一种理想的负极材料，因为它比石墨(约0.335nm)更适合钠穿梭的层间距(约0.37nm)以及更适合钠离子存储的拓扑结构。目前，硬碳的前体主要来自高分子有机化合物、生物质和部分化石矿物，均具有源自化学或自然过程的高分子聚合物结构，在热解的过程中碳层裂解重排成交联的局部石墨域。
[0004]在已报道的钠离子电池负极硬碳材料及其制备手段中，增强容量和倍率性本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电池负极硬碳材料，其特征在于，包括以下原料：第一碳源，第二碳源，孔道结构修饰剂；所述第一碳源选自煤，沥青中的至少一种，所述第二碳源选自生物质材料，高分子树脂中的至少一种，所述孔道结构修饰剂选自聚烯烃，油脂中至少一种。2.根据权利要求1所述的电池负极硬碳材料，其特征在于，第一碳源，第二碳源，孔道结构修饰剂的质量比为1：3
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19：0.5
‑
2；优选1：5
‑
9：0.5
‑
1。3.根据权利要求1所述的电池负极硬碳材料，其特征在于，第一碳源中，煤选自无烟煤、烟煤、褐煤中的至少一种；沥青选自煤焦油沥青、石油沥青和中间相沥青中的至少一种；第二碳源中，生物质材料选自农作物、油料作物和农业有机剩余物，林木、森林工业残余物，比如秸秆，油茶壳，木质素，纤维素，废旧木屑与木料和果皮；所述高分子树脂选自酚醛树脂，环氧树脂中的至少一种。4.根据权利要求1所述的电池负极硬碳材料，其特征在于，第一碳源进过前处理。所述前处理，是将第一碳源在空气/氧气氛围下，200
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300℃煅烧4
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6h；优选地，第一碳源的前处理是第一碳源在空气/氧气氛围下，200
‑
300℃煅烧4
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6h后，再在氨气气氛下，200
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300℃煅烧1
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2h。5.根据权利要求1所述的电池负极硬碳材料，其特征在于，所述聚烯烃选自聚乙烯，聚丙烯，聚苯乙烯中的至少一种，优选地，聚烯烃的数均分子量在50000
‑
100000g/mol；所述油脂选自十二酸甘油酯，油酸，硬脂酸甘油酯中的至少一种。6.根据权利要求5所述的电池负极硬碳材料，其特征在于，所述孔道结构修饰剂为聚烯烃和油脂按照4
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6：1
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2的复配。7.权利要求1
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6任一项所述钠离子电池负极硬碳材料的制备方法，包括以下步骤：(S1)第一碳源经过氧气(空气)煅烧，或者先氧气(空气)煅烧，后氨气气...

【专利技术属性】
技术研发人员：殷雅侠，雷洲权，郭玉国，肖书浩，
申请(专利权)人：中国科学院化学研究所，
类型：发明
国别省市：