一种pH值降低的生物质硬炭负极材料的制备方法、应用技术

本发明专利技术属于生物质硬炭技术领域，具体涉及一种pH值降低的生物质硬炭负极材料的制备方法、应用。制备方法包括，将生物质原料清洗后滤干，干燥去除水分，将预处理后的料在保护气氛下预碳化，得到预碳化的料；将预碳化的料粉碎，得到粉碎料；将粉碎料先经过酸洗后水洗脱灰，然后抽滤烘干，得到纯化料；将纯化料在保护气氛下进行高温碳化，得到高温碳化料；将高温碳化料再次酸洗，然后水洗、抽滤烘干，得到酸洗碳化料；将酸洗碳化料与改性剂混合均匀，然后在保护气氛下，高温包覆碳化，过筛除铁后得到pH值降低的生物质硬炭负极材料。应用包括负极极片和电池。本发明专利技术通过降低生物质硬炭负极材料的pH值，提高生物质硬炭负极材料的首次库伦效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于生物质硬炭，具体涉及一种ph值降低的生物质硬炭负极材料的制备方法、应用。

技术介绍

1、由于钠资源丰富、钠离子电池与锂离子电池具有相似的物理化学性质以及相同的原理，都属于“摇椅式电池”，钠离子电池重新受到了人们的关注。钠离子电池主要由正极材料、负极材料、电解质和隔膜组成，其中钠离子电池正、负极材料为决定性因素，对整个电池的性能起关键作用。负极材料主要为碳基材料(软炭/硬炭等)、合金类材料、过渡金属化合物和有机化合物。由于硬炭材料具有资源丰富、导电性能好、循环性能稳定、无毒等优势，所以其产业化进展较快，使得其成为当前首选的钠离子电池负极材料。

2、但现有的硬炭负极材料存在首效低、循环稳定性和倍率性能差等问题，严重阻碍了硬炭负极材料在钠离子电池的工业产业化中的应用。目前提升硬炭负极储钠性能主要通过以下几个方面实现：(1)控制前驱体的合成及热解过程来调控硬碳的孔隙结构和层间距；(2)与其他材料的包覆和复合、杂原子掺杂等来调控材料的缺陷程度和层间距，但很少有研究关注ph值对其储能性能的影响。实际上，控制硬炭负极材料的ph值使其缺陷减少从而本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种pH值降低的生物质硬炭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pH值降低的生物质硬炭负极材料的制备方法，其特征在于，在预处理中，将生物质原料用去离子水清洗干净，滤干，然后置于鼓风干燥箱中，干燥温度60～200℃，干燥时间6～48h，干燥去除水分，得到预处理后的料；所述生物质原材料包括毛竹、椰壳和木材中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的pH值降低的生物质硬炭负极材料的制备方法，其特征在于，在低温预碳化中，所述保护气氛包括氮气、氩气、氦气中的至少一种；所述预碳化的条件包括，升温速率为2～10℃/min，预碳化温度为200～8...

【技术特征摘要】

1.一种ph值降低的生物质硬炭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ph值降低的生物质硬炭负极材料的制备方法，其特征在于，在预处理中，将生物质原料用去离子水清洗干净，滤干，然后置于鼓风干燥箱中，干燥温度60～200℃，干燥时间6～48h，干燥去除水分，得到预处理后的料；所述生物质原材料包括毛竹、椰壳和木材中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的ph值降低的生物质硬炭负极材料的制备方法，其特征在于，在低温预碳化中，所述保护气氛包括氮气、氩气、氦气中的至少一种；所述预碳化的条件包括，升温速率为2～10℃/min，预碳化温度为200～800℃，保温时间为1～3h，预碳化在气氛碳化炉中进行。

4.根据权利要求1所述的ph值降低的生物质硬炭负极材料的制备方法，其特征在于，在粉碎中，粉碎采用的设备包括机械粉碎机、辊压磨粉碎机、气流粉碎机中的至少一种，所述粉碎料的粒度控制在3～17um。

5.根据权利要求1所述的ph值降低的生物质硬炭负极材料的制备方法，其特征在于，在纯化中，所述酸洗的酸包括盐酸、硝酸、氢氟酸、磷酸、硫酸中的至少一种；所述酸洗中酸的浓度为0.5～5mol/l，酸洗的反应温度为60～100℃，酸洗的固液质量比为1：0.7～5.5，酸洗的时间为6～24h；所述水洗脱灰包括：多次去离子水洗涤至滤液接近中性，然后抽滤，烘干温度为80～150℃，干燥时间为6～48h。

6.根据权利要求1所述的ph值降低的生物质硬炭负极材料的制备方法，其特征在于，在高温碳化中，所述高温碳化的条件包括，升温速率为2～10℃/min，高温碳化温度为1200～1800...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘正，李平，莫大幸，王宪，王熠，
申请(专利权)人：福建容钠新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：