一种钠离子电池硬碳负极材料及其制备方法技术

技术编号:40475951 阅读:16 留言:0更新日期:2024-02-26 19:12
本发明专利技术公开了一种钠离子电池硬碳负极材料及其制备方法,涉及钠离子电池的技术领域。本发明专利技术所述钠离子电池硬碳负极材料由含木质纤维素的原料先于低共熔溶剂中预处理后,然后在路易斯酸中处理后碳化而成;预处理前对含木质纤维素的原料进行粉碎处理,粉粹后含木质纤维素的原料的粒径为100‑200目;路易斯酸中含有过渡金属元素。本发明专利技术将含木质纤维素的原料与低共熔溶剂和路易斯酸进行预处理后,能够调控木质纤维生物基碳材料的微观结构,实现钠离子在碳结构中稳定可逆的嵌入脱出,并且将其应用于电池中具有优异的循环稳定性和倍率性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及钠离子电池的,尤其涉及一种钠离子电池硬碳负极材料及其制备方法


技术介绍

1、近年来,化石能源消费的碳排放导致环境问题日益突出,发展新的可再生资源成为当今社会的共识。木质纤维生物质具有资源丰富、可再生、环境友好等优点,因而利用木质纤维素原料发展生物质基功能材料对实现社会、经济可持续发展具有重要意义,也符合当前社会能源消费结构向低碳化和清洁化方向转变的重大需求。碳材料具有许多优异的理化特性,如化学稳定性高、表面化学性质可调、导电性好、密度低、比表面积大等,因而在催化、能源存储与转化、吸附等领域均具有良好的应用前景。然而大多数碳材料的合成途径一般依赖于不可再生的化石燃料,因此木质纤维生物质作为一种可持续的碳源可以缓解当前社会对能源和环境的巨大压力。

2、与锂离子电池一样,钠离子电池主要由正极、负极、集流体、电解液、隔膜以及电池外壳组成。锂离子电池碳基负极材料主要以石墨为主,锂离子半径较小,可以有效地在石墨层间嵌入脱出,但是钠离子半径较大,石墨类材料不能有效地存储钠离子。木质纤维生物质基硬碳材料作为钠离子电池负极材料受到了广泛关注。改变本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种钠离子电池硬碳负极材料,其特征在于,所述钠离子电池硬碳负极材料由含木质纤维素的原料先于低共熔溶剂中预处理后,然后在路易斯酸中处理后碳化而成;

2.如权利要求1所述的钠离子电池硬碳负极材料,其特征在于,所述低共熔溶剂中氢键供体和氢键受体的摩尔比为(2-10):1。

3.如权利要求2所述的钠离子电池硬碳负极材料,其特征在于,所述氢键供体为草酸、柠檬酸、乙二醇、甘油、尿素、硫脲和咪唑中的至少一种。

4.如权利要求3所述的钠离子电池硬碳负极材料,其特征在于,所述氢键供体为尿素和乙二醇的混合物,且所述尿素和乙二醇的摩尔比为(0.1-10):1。

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【技术特征摘要】

1.一种钠离子电池硬碳负极材料,其特征在于,所述钠离子电池硬碳负极材料由含木质纤维素的原料先于低共熔溶剂中预处理后,然后在路易斯酸中处理后碳化而成;

2.如权利要求1所述的钠离子电池硬碳负极材料,其特征在于,所述低共熔溶剂中氢键供体和氢键受体的摩尔比为(2-10):1。

3.如权利要求2所述的钠离子电池硬碳负极材料,其特征在于,所述氢键供体为草酸、柠檬酸、乙二醇、甘油、尿素、硫脲和咪唑中的至少一种。

4.如权利要求3所述的钠离子电池硬碳负极材料,其特征在于,所述氢键供体为尿素和乙二醇的混合物,且所述尿素和乙二醇的摩尔比为(0.1-10):1。

5.如权利要求2所述的钠离子电池硬碳负极材料,其特征在于,所述氢键受体为季鏻盐、季铵盐、咪唑鎓盐、氯化胆碱中的一种。

【专利技术属性】
技术研发人员:杨汪杨武汤汉良李桂琴陈之善吴燕如
申请(专利权)人:清远高新华园科技协同创新研究院有限公司
类型:发明
国别省市:

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