一种沥青基钠电负极材料及其制备方法与应用技术

本发明专利技术提供一种沥青基钠电负极材料及其制备方法与应用，所述制备方法包括如下步骤：步骤S1：将沥青与模板剂进行熔融搅拌共混，得到熔融混合物；步骤S2：将步骤S1得到的熔融混合物经过粉碎后，在空气或氧气中进行预氧化，得到预氧化物；步骤S3：将步骤S2得到的预氧化物与掺杂剂进行共混后，加热碳化，得到碳化物；步骤S4：将步骤S3得到的碳化物进行酸洗、干燥、粉碎、筛分，得到沥青基硬碳；步骤S5：将步骤S4得到的沥青基硬碳通过化学气相沉积进行碳包覆，得到所述沥青基钠电负极材料。采用基于该方法所制备的沥青基钠电负极材料制成电极片并将其应用于钠离子电池中，能兼顾高的首次库伦效率、容量和倍率性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及新能源材料领域，尤其涉及一种沥青基钠电负极材料及其制备方法与应用。

技术介绍

1、化石燃料大量使用带来的资源问题和环境问题日益严峻，开发更加清洁的二次能源对于人类社会可持续发展十分重要。近年来，新型可再生可持续能源，比如太阳能、地热能、风能、潮汐能等受到广泛关注。然而，这些能源严重依赖于天气、季节和地点，具有间歇性和不稳定性等缺点，发展高效便捷的大规模储能技术对新型能源的开发和利用至关重要。钠离子电池因其具有资源丰富、成本低廉、安全性高等优点被认为是大规模储能的理想方案。因此，开发高性能钠电池电极材料至关重要。

2、在众多负极材料中硬碳材料因为具有较高的容量、较低的嵌钠电位和优异的循环稳定性成为商业化钠电负极的首选。制备硬碳的前驱体种类很多，包括生物质、树脂、高聚物、沥青、无烟煤等，沥青因为碳收率高、原料来源丰富、成本低廉是制备钠电负极材料的优良前驱体。然而，沥青热解极易形成层间距小，缺陷少且储钠容量低的软碳。例如，专利202210897669.x介绍了一种直接热解沥青制备软碳的方法，所得沥青基碳材料的比容量偏低。研究表明，具有高本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种沥青基钠电负极材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的沥青基钠电负极材料的制备方法，其特征在于，在步骤S1中，所述沥青的软化点为120～250℃，优选为180～220℃；所述模板剂选自纳米氧化镁、硝酸镁、纳米氧化锌、纳米氧化钡、硝酸锌、醋酸锌、纳米氧化钙、纳米碳酸钙、纳米氧化锶或硝酸锶中的一种或多种，优选地，所述模板剂选自纳米碳酸钙或硝酸锌中的一种或两种。

3.根据权利要求1或2所述的沥青基钠电负极材料的制备方法，其特征在于，在步骤S1中，熔融共混在空气气氛下，在反应釜中进行，温度为250～450℃；优选地，所述沥青...

【技术特征摘要】

1.一种沥青基钠电负极材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的沥青基钠电负极材料的制备方法，其特征在于，在步骤s1中，所述沥青的软化点为120～250℃，优选为180～220℃；所述模板剂选自纳米氧化镁、硝酸镁、纳米氧化锌、纳米氧化钡、硝酸锌、醋酸锌、纳米氧化钙、纳米碳酸钙、纳米氧化锶或硝酸锶中的一种或多种，优选地，所述模板剂选自纳米碳酸钙或硝酸锌中的一种或两种。

3.根据权利要求1或2所述的沥青基钠电负极材料的制备方法，其特征在于，在步骤s1中，熔融共混在空气气氛下，在反应釜中进行，温度为250～450℃；优选地，所述沥青和所述模板剂的质量比为1:0.5～1:10。

4.根据权利要求1所述的沥青基钠电负极材料的制备方法，其特征在于，在步骤s2中，粉碎后熔融混合物的粒度为2～20μm，优选为3～8μm；预氧化温度为280～420℃，优选为350～400℃；预氧化时间为4～20h，优选为6～12h。

5.根据权利要求1所述的沥青基钠电负极材料的制备方法，其特征在于，在步骤s3中，所述掺杂剂包含n掺杂剂和s掺杂剂，所述n掺杂剂选自三聚氰氨、氯化铵、尿素、氨基酸、苯胺、乙二胺、三乙醇胺、碳酸氢氨中的一种或几种；所述s掺杂剂选自硫、硫脲、硫代硫酸盐、硫醇中的一种或...

【专利技术属性】
技术研发人员：向柠，程时富，常鸿雁，窦睿智，刘清钰，高山松，杨葛灵，
申请(专利权)人：中国神华煤制油化工有限公司，
类型：发明
国别省市：