一种钠离子电池负极用硬炭的生产方法技术

本发明专利技术涉及钠离子电池技术领域，具体涉及一种钠离子电池负极用硬炭的生产方法，步骤如下：步骤一、破碎风选除杂，将酸枣壳破碎至2cm以下，风选除尘除杂；步骤二、炭化，升温速率控制在5

【技术实现步骤摘要】
一种钠离子电池负极用硬炭的生产方法


[0001]本专利技术涉及钠离子电池
，具体涉及一种钠离子电池负极用硬炭的生产方法。

技术介绍

[0002]锂离子电池具备能量密度大、寿命长以及自放电小等优点，已被广泛应用于小型储能领域，但锂资源的匮乏和分布不均等问题会限制锂电池在大规模储能领域的进一步应用。而钠资源丰富且分布广泛，使得钠离子电池成本低廉，被认为是极具前景的规模化储能技术之一。目前锂离子电池的常规负极材料为石墨，但是钠离子半径比锂离子大，无法嵌入石墨中，所以钠离子电池的负极只能选择层间距更大的材料。其中硬炭材料具有大量无定形结构，层间距大(d002>0.37nm)，适合作为嵌钠材料。同时硬炭丰富的孔隙和较大的比表面积可以提供高嵌钠容量，但也导致硬炭材料的首次库伦效率低下(<70％)，无法实际应用。因此寻找一种高容量和高首效兼备的硬炭材料是钠离子电池硬炭负极实用化的关键。
[0003]硬炭的炭化工艺分为活化法和高温炭化法。活化法制备出的硬炭材料有大比表面积，多孔隙的特点，应用于钠离子电池时往往会导致首效偏低的问题，不利于商业化。

技术实现思路

[0004]鉴于此，本专利技术提供一种钠离子电池负极用硬炭的生产方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0005]6.为了达到上述目的，本专利技术是通过以下技术方案实现的：本专利技术提供一种钠离子电池负极用硬炭的生产方法，其特征在于，步骤如下：
[0006]步骤一、破碎风选除杂，将酸枣壳破碎至2cm以下，风选除尘除杂；
[0007]步骤二、炭化，升温速率控制在5
‑
15℃/min，400
‑
600℃恒温条件下2.5
‑
4h；
[0008]步骤三、粗磨粉，将酸枣壳炭化料粗磨粉至40
‑
80目；
[0009]步骤四、碱处理，加浓度为5
‑
15％碱液，炭化料与碱液配比，90
‑
110℃条件下保持2
‑
5h；
[0010]步骤五、洗碱，加去离子水加热至90
‑
100℃，离心分离，物料反复加水加热，离心分离直至洗涤pH≦9为止；
[0011]步骤六、酸处理，加浓度为2
‑
5％Hcl溶液，炭化料与Hcl配比，80
‑
100℃条件下保持2
‑
4h；
[0012]步骤七、洗酸，加去离子水加热至90
‑
100℃，离心分离，物料反复加水加热，离心分离直至洗涤pH≧6为止，洗涤结束；
[0013]步骤八、烘干，将洗涤好的物料在120
‑
140℃加热烘干，控制水分≦5％以内；
[0014]步骤九、磨粉，烘干好的物料进行磨粉；
[0015]步骤十、惰性气体保护下高温煅烧，N2流量在0.2
‑
1.0m3/h，升温速率控制在5
‑
15℃/min，1100
‑
1500℃恒温条件下保持2
‑
4h；
[0016]步骤十一、在惰性气体保护下冷却至室温，分装即为硬炭成品。
[0017]在上述的钠离子电池负极用硬炭的生产方法中，作为优选方案，所述步骤四中，浓度为5
‑
15％碱液为NaOH或KOH溶液，所述碱液炭化料与碱液重量比1:7
‑
10。
[0018]在上述的钠离子电池负极用硬炭的生产方法中，作为优选方案，所述步骤六中，炭化料与Hcl重量比1:3
‑
6。
[0019]在上述的钠离子电池负极用硬炭的生产方法中，作为优选方案，所述步骤九中，平均粒径控制在5
‑
10um区间。
[0020]在上述的钠离子电池负极用硬炭的生产方法中，作为优选方案，所述步骤十一中，惰性气体为：氮气或氩气。
[0021]本专利技术提供一种钠离子电池负极用硬炭的生产方法，具有如下
[0022]有益效果：
[0023]1、本专利技术提供一种钠离子电池负极用硬炭的生产方法，采用酸枣壳作为原料，循环利用，绿色环保。
[0024]2、本专利技术提供一种钠离子电池负极用硬炭的生产方法，工艺简单并且拥有工业化实施经验，可以满足工业大批量生产的需要。
[0025]3、本专利技术提供一种钠离子电池负极用硬炭的生产方法，采用本专利技术工艺制备出的硬炭可逆嵌钠比容量可达到360mAh/g以上，首次库伦效率达到85％以上，在不同的充放电倍率下性能稳定。
具体实施方式
[0026]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。以下结合具体情况说明。
[0027]实施例1
[0028]步骤如下：
[0029]步骤一、破碎风选除杂，将酸枣壳破碎至2cm以下，风选除尘除杂；
[0030]步骤二、炭化，升温速率控制在5℃/min，400℃恒温条件下2.5h；
[0031]步骤三、粗磨粉，将酸枣壳炭化料粗磨粉至40目；
[0032]步骤四、碱处理，加浓度为5％的NaOH碱液，炭化料与为5
‑
15％的NaO碱液配比，90℃条件下保持2h；
[0033]步骤五、洗碱，加去离子水加热至90℃，离心分离，物料反复加水加热，离心分离直至洗涤pH≦9为止；
[0034]步骤六、酸处理，加浓度为2％Hcl溶液，炭化料与Hcl配比，炭化料与Hcl重量比1:3，80℃条件下保持2h；
[0035]步骤七、洗酸，加去离子水加热至90℃，离心分离，物料反复加水加热，离心分离直至洗涤pH≧6为止，洗涤结束；
[0036]步骤八、烘干，将洗涤好的物料在120℃加热烘干，控制水分≦5％以内；
[0037]步骤九、磨粉，烘干好的物料进行磨粉，平均粒径控制在5um区间；
[0038]步骤十、氮气气体保护下高温煅烧，N2流量在0.2m3/h，升温速率控制在5℃/min，1100℃恒温条件下保持2h；
[0039]步骤十一、在氮气气体保护下冷却至室温，分装即为硬炭成品；
[0040]实施例2
[0041]步骤如下：
[0042]步骤一、破碎风选除杂，将酸枣壳破碎至2cm以下，风选除尘除杂；
[0043]步骤二、炭化，升温速率控制在15℃/min，600℃恒温条件下4h；
[0044]步骤三、粗磨粉，将酸枣壳炭化料粗磨粉至80目；
[0045]步骤四、碱处理，加浓度为5％的KOH溶液，炭化料与为5
‑
15％的KOH溶液配比，110℃条件下保持本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钠离子电池负极用硬炭的生产方法，其特征在于，步骤如下：步骤一、破碎风选除杂，将酸枣壳破碎至2cm以下，风选除尘除杂；步骤二、炭化，升温速率控制在5
‑
15℃/min，400
‑
600℃恒温条件下2.5
‑
4h；步骤三、粗磨粉，将酸枣壳炭化料粗磨粉至40
‑
80目；步骤四、碱处理，加浓度为5
‑
15％碱液，炭化料与碱液配比，90
‑
110℃条件下保持2
‑
5h；步骤五、洗碱，加去离子水加热至90
‑
100℃，离心分离，物料反复加水加热，离心分离直至洗涤pH≦9为止；步骤六、酸处理，加浓度为2
‑
5％Hcl溶液，炭化料与Hcl配比，80
‑
100℃条件下保持2
‑
4h；步骤七、洗酸，加去离子水加热至90
‑
100℃，离心分离，物料反复加水加热，离心分离直至洗涤pH≧6为止，洗涤结束；步骤八、烘干，将洗涤好的物料在120...

【专利技术属性】
技术研发人员：李常利，李广朝，李铭堂，冯杏洋，侯守亮，李常杰，李嘉豪，
申请(专利权)人：河南省大潮炭能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：