一种溶剂热辅助低温热处理制备煤焦基硬碳的方法技术

本发明专利技术属于锂/钠离子电池负极材料技术领域，具体涉及一种溶剂热辅助低温热处理制备煤焦基硬碳的方法。该方法包括：S1、将硬碳前驱体粉碎筛分，得到粒径均匀的粉状原料；S2、将粉状原料进行酸洗除灰，清洗至中性，干燥后得到纯化原料；S3、将纯化原料与极性有机溶剂混合进行溶剂热反应，反应结束后，经过滤、洗涤、干燥，得到改性原料；S4、将改性原料进行低温热处理，得到硬碳材料。该方法制备原料廉价，工艺可靠，可规模化生产，得到的硬碳材料可作为锂离子电池和钠离子电池负极材料使用，为储能用低成本制备硬碳负极材料提供新途径。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于锂/钠离子电池负极材料，具体涉及一种溶剂热辅助低温热处理制备煤焦基硬碳的方法。

技术介绍

1、随着电动汽车、消费电子和大规模储能产业的快速发展，市场对高性能储能电池的需求日益增加。由于钠储量丰富、成本低，而且与锂同族，物理化学性质接近，被视为锂离子电池的补充体系，得到广泛关注。然而，锂离子电池常用的石墨负极材料，由于与钠离子形成的插层化合物热力学不稳定、层间距小难以有效嵌入/脱除，导致其储钠容量低的问题。因此，亟需发展同时适用于锂离子电池和钠离子电池体系的负极材料，实现两种储能体系的协同高速发展的目的。硬碳由于其无序程度高、层间距大，富含缺陷和孔隙，有利于锂离子和钠离子的快速嵌入和脱除，被认为是最具有潜力的碳负极材料之一。

2、生物质、高分子树脂以及煤、煤沥青等煤系材料已经被用于硬碳材料的制备。相较而言，煤系材料含碳量高、碳化产率高、成本低、资源丰富，是一类更具产业化潜力的硬碳前驱体。但是，现行主流技术通常需要1000℃以上的高温处理，能耗较大。而且所得煤基硬碳往往存在层间距小、离子传输速率低，不利于高倍率锂离子电池和钠离子电池体本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种溶剂热辅助低温热处理制备煤焦基硬碳的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种溶剂热辅助低温热处理制备煤焦基硬碳的方法，其特征在于，所述S1中硬碳前驱体为半焦、沥青焦、焦炭中的一种或多种；粉体原料D50介于5μm和50μm之间。

3.根据权利要求1所述的一种溶剂热辅助低温热处理制备煤焦基硬碳的方法，其特征在于，所述S2中酸洗使用浓度为15％～35％的盐酸和浓度为3％～30％的氢氟酸，使用方式为一起复配使用，或者两者先后使用。

4.根据权利要求1所述的一种溶剂热辅助低温热处理制备煤焦基硬碳的方法，其特征在于，所述S3中极性有机...

【技术特征摘要】

1.一种溶剂热辅助低温热处理制备煤焦基硬碳的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种溶剂热辅助低温热处理制备煤焦基硬碳的方法，其特征在于，所述s1中硬碳前驱体为半焦、沥青焦、焦炭中的一种或多种；粉体原料d50介于5μm和50μm之间。

3.根据权利要求1所述的一种溶剂热辅助低温热处理制备煤焦基硬碳的方法，其特征在于，所述s2中酸洗使用浓度为15％～35％的盐酸和浓度为3％～30％的氢氟酸，使用方式为一起复配使用，或者两者先后使用。

4.根据权利要求1所述的一种溶剂热辅助低温热处理制备煤焦基硬碳的方法，其特征在于，所述s3中极性有机溶剂为醇类、酮类、芳烃类中的一种或多种；纯化原料与极性有机溶剂的体积比1:1～1:20。

5.根据权利要求1所述的一种溶剂热辅...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘占军，田晓冬，刘亚雄，
申请(专利权)人：中国科学院山西煤炭化学研究所，
类型：发明
国别省市：