【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于二次电池，具体涉及钠离子电池负极，特别涉及一种钼基掺杂钠离子电池硬碳负极材料及其制备方法。
技术介绍
1、随着全球人口的急剧增长和生活水平的快速提高导致能源消耗的增加，预计到2035年能源需求将增加90％。目前的储能技术中，锂离子电池由于高电压、高容量以及优异的循环性能在储能电池领域独占鳌头，但是由于锂资源在全球范围内分布不均且我国储量极少，这极大地限制了锂离子电池的应用。与锂元素相比，钠元素在地壳中的分布更加均匀，储量更加丰富，具有易开采、成本低的优点，这使得钠离子电池在大规模储能方面拥有广阔的应用前景。
2、硬碳也被称为非石墨化碳，指在2500℃高温下难以被石墨化，是由无序的石墨纳米片、随机分布的石墨化区域与丰富的孔隙结构组成。硬碳由于其较低的工作电压、高容量和低成本，被作为最具商业化应用前景的钠离子电池负极材料。由于na+的半径比li+大得多，导致离子在电极中的迁移速度较为缓慢，且嵌入与脱出过程较为复杂，导致了硬碳较低的可逆容量与较差的倍率性能。
3、湖南钠能时代科技发展有限公司在cn116169288a中公开了一种金属量子点/硬碳负极材料及其制备方法，属于二次电池材料
，材料中的金属种类为fe、cu、co、mn、mo中的一种或几种。该金属量子点/硬碳负极材料的制备方法如下：将可溶性金属盐、有机络合剂溶解于去离子水或有机溶剂中，得金属有机框架材料；将制备的金属有机框架材料、硫源、碳源进行混合后进行高温热处理后即得金属硫化物量子点/硬碳负极材料；最后将材料置于电解池中进行电解去硫后
4、深圳先进技术研究院在cn116706034a中公开了一种硬碳负极材料及其制备方法与应用，所述硬碳负极材料包括硬碳基体、杂原子和金属单原子，其中，所述金属单原子通过所述杂原子掺杂在所述硬碳基体中，所述杂原子包括n、p或s中的至少一种，所述金属单原子为能够与钠发生合金化反应的金属单原子。金属单原子通过与其他杂原子的共价(化学键)作用掺杂在硬碳基体中，实现单个原子的掺杂，提升了常温下钠离子电池的整体容量及倍率性能，同时，还保证了其在低温条件下的容量保持率。
5、但是现有技术中的硬碳的掺杂方法还存在局限性，对于钼基的研究不够深入，亟需研究新的方法来制备钠离子电池硬碳负极材料，通过钼基在微纳米水平上调节硬碳的微观构效，降低硬碳的缺陷浓度和增加硬碳表面的活性位点，提高硬碳的可逆容量和首周库伦效率。
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本专利技术首次提出以钼基作为掺杂相，基于钼基调节硬碳负极材料微观构效的制备方法，降低硬碳的缺陷浓度和增加硬碳表面的活性位点，提高硬碳的可逆容量和首周库伦效率。
2、本专利技术所采用的技术方案如下：
3、一种钼基掺杂钠离子电池硬碳负极材料的制备方法，包括如下步骤：
4、s1、将硬碳前驱体和钼源掺杂相以及成碳催化剂按照一定比例溶于去离子水中，常温下搅拌一定时间，使三者充分溶解于去离子水中；
5、步骤s1中硬碳前驱体为葡萄糖、蔗糖或果糖中的一种；钼源掺杂相为钼酸铵或钼酸钠；成碳催化剂为过硫酸铵；
6、硬碳前驱体、钼源掺杂相与成碳催化剂过硫酸铵的摩尔比6:(0.1-3):(0.1-2)；
7、s2、将s1中的混合溶液转移到反应釜中在150-240℃温度下进行水热处理6-48h，待反应完全冷却至室温后，对水热产物进行离心、洗涤和干燥处理；
8、s3、将s2中的产物在惰性气氛下进行高温热解碳化，高温热解碳化温度为1000-1700℃，高温热解碳化时间为2-12h，得到钼基掺杂的硬碳材料。
9、进一步地，所述葡萄糖摩尔浓度为0.5-1mol/l，所述蔗糖摩尔浓度为0.4-1mol/l，所述果糖摩尔浓度为0.5-1mol/l，所述钼酸铵或钼酸钠的摩尔浓度为0.1-0.2mol/l，所述成碳催化剂过硫酸铵的摩尔浓度优选为0.05-0.1mol/l。
10、进一步地，硬碳前驱体、钼源掺杂相与成碳催化剂过硫酸铵的摩尔比6:(0.1-3):0.5。
11、进一步地，硬碳前驱体、钼源掺杂相与成碳催化剂过硫酸铵的摩尔比6:1:0.5。
12、进一步地，步骤s2中混合溶液的水热反应温度优选为160-200℃，水热反应时间优选为10-24h。
13、进一步地，步骤s3中高温热解碳化温度优选为1200-1500℃，高温热解碳化时间优选2-6h。
14、根据前述钼基掺杂钠离子电池硬碳负极材料的制备方法所制备的钼基掺杂钠离子电池硬碳负极材料。
15、一种钠离子电池硬碳负极材料电极片的制备方法，将前述的钼基掺杂钠离子电池硬碳负极材料与乙炔黑、羧甲基纤维素钠按一定比例配比并研磨均匀，然后加入去离子水使其搅拌均匀获得电极浆料，再通过涂布机将电极浆料均匀涂覆在铜箔上，将其转移到真空烘箱在60-100℃下干燥处理8-24h，最后用冲片机裁制圆片电极，得到硬碳负极材料电极片。
16、进一步地，钼基掺杂硬碳材料与乙炔黑、羧甲基纤维素钠的质量比为8:1:1，电极浆料的干燥温度为70-80℃，电极浆料的干燥时间为12-18h。
17、根据前述钠离子电池硬碳负极材料电极片的制备方法所制备的钠离子电池硬碳负极材料电极片。
18、与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：
19、采用水热法将硬碳前驱体与钼基掺杂相相结合，并首次提出加入成碳催化剂过硫酸铵，过硫酸铵可以加速单糖或多糖的水热反应速率，同时控制水热温度和时间来制备出微纳米结构的碳球，并在高温热解碳化的过程，使钼基对硬碳材料石墨化结构进行微晶调节，实现碳原子重组，碳球表面的孔隙度不断减小，降低碳球的缺陷浓度，提高硬碳的振实密度。本专利技术制备的一种钼基掺杂硬碳材料在作为钠离子电池的电极材料时表现出优异的电化学性能，解决了钠离子电池较低的可逆容量和较差的首周库伦效率的问题；同时本专利技术制备工艺简单、费效比低，在大规模工业化量产上具有广阔的应用前景。
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1.一种钼基掺杂钠离子电池硬碳负极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种钼基掺杂钠离子电池硬碳负极材料的制备方法，其特征在于，所述葡萄糖摩尔浓度为0.5-1mol/L，所述蔗糖摩尔浓度为0.4-1mol/L，所述果糖摩尔浓度为0.5-1mol/L，所述钼酸铵或钼酸钠的摩尔浓度为0.1-0.2mol/L，所述成碳催化剂过硫酸铵的摩尔浓度优选为0.05-0.1mol/L。
3.根据权利要求1所述的一种钼基掺杂钠离子电池硬碳负极材料的制备方法，其特征在于，硬碳前驱体、钼源掺杂相与成碳催化剂过硫酸铵的摩尔比6:(0.1-3):0.5。
4.根据权利要求1或3所述的一种钼基掺杂钠离子电池硬碳负极材料的制备方法，其特征在于，硬碳前驱体、钼源掺杂相与成碳催化剂过硫酸铵的摩尔比6:1:0.5。
5.根据权利要求1所述的一种钼基掺杂钠离子电池硬碳负极材料的制备方法，其特征在于，步骤S2中混合溶液的水热反应温度优选为160-200℃，水热反应时间优选为10-24h。
6.根据权利要求1所述的一种钼基掺杂钠离
7.根据权利要求1-6任一项所述钼基掺杂钠离子电池硬碳负极材料的制备方法所制备的钼基掺杂钠离子电池硬碳负极材料。
8.一种钠离子电池硬碳负极材料电极片的制备方法，其特征在于，将权利要求7所述的钼基掺杂钠离子电池硬碳负极材料与乙炔黑、羧甲基纤维素钠按一定比例配比并研磨均匀，然后加入去离子水使其搅拌均匀获得电极浆料，再通过涂布机将电极浆料均匀涂覆在铜箔上，将其转移到真空烘箱在60-100℃下干燥处理8-24h，最后用冲片机裁制圆片电极，得到硬碳负极材料电极片。
9.根据权利要求8所述的一种钠离子电池硬碳负极材料电极片的制备方法，其特征在于，钼基掺杂硬碳材料与乙炔黑、羧甲基纤维素钠的质量比为8:1:1，电极浆料的干燥温度为70-80℃，电极浆料的干燥时间为12-18h。
10.根据权利要求8-9任一项所述钠离子电池硬碳负极材料电极片的制备方法所制备的钠离子电池硬碳负极材料电极片。
...【技术特征摘要】
1.一种钼基掺杂钠离子电池硬碳负极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种钼基掺杂钠离子电池硬碳负极材料的制备方法，其特征在于，所述葡萄糖摩尔浓度为0.5-1mol/l，所述蔗糖摩尔浓度为0.4-1mol/l，所述果糖摩尔浓度为0.5-1mol/l，所述钼酸铵或钼酸钠的摩尔浓度为0.1-0.2mol/l，所述成碳催化剂过硫酸铵的摩尔浓度优选为0.05-0.1mol/l。
3.根据权利要求1所述的一种钼基掺杂钠离子电池硬碳负极材料的制备方法，其特征在于，硬碳前驱体、钼源掺杂相与成碳催化剂过硫酸铵的摩尔比6:(0.1-3):0.5。
4.根据权利要求1或3所述的一种钼基掺杂钠离子电池硬碳负极材料的制备方法，其特征在于，硬碳前驱体、钼源掺杂相与成碳催化剂过硫酸铵的摩尔比6:1:0.5。
5.根据权利要求1所述的一种钼基掺杂钠离子电池硬碳负极材料的制备方法，其特征在于，步骤s2中混合溶液的水热反应温度优选为160-200℃，水热反应时间优选为10-24h。
6.根据权利要求1所述的...
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