一种沥青基碳材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及钠离子电池材料技术领域，公开了一种沥青基碳材料及其制备方法和应用，包括以下步骤，对沥青进行粉碎、球磨和分级，得到粉料；将粉料与氧化剂混合，在气氛中进行氧化处理，得到氧化聚合物；对氧化聚合物在惰性气氛下进行第一碳化处理，得到低温碳化聚合物；对低温碳化聚合物在惰性气氛下进行第二碳化处理，得到沥青基碳材料。本发明专利技术采用上述步骤，以成本低、产率高的沥青作为原料，通过引入有机氧化剂，引发沥青的氧化聚合，提升交联程度，随后进行第一碳化处理和第二碳化处理，制备高性能的钠离子电池用沥青基硬碳材料。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及钠离子电池材料，特别是涉及一种沥青基碳材料及其制备方法和应用。

技术介绍

1、钠离子电池由于钠储量高、成本低、安全性好，在大规模储能中具有广阔的应用前景。而寻找价格低廉、性能优异的负极材料是实现钠离子电化学储能系统大规模应用的关键，在各类负极材料中，无定形碳材料具有较高的储钠比容量，成本低廉，结构易调控，是目前钠离子电池负极材料的研究热点和主流选择。

2、无定形碳材料主要分为软碳和硬碳，其中硬碳具有疏松多孔结构，相比于石墨的层间距0.335 nm，硬碳层间距可达0.36-0.38 nm，钠离子可在硬碳层间空隙迅速嵌入和脱出，生物质、树脂、聚合物和重质有机物等是制造硬质碳的主要前驱物。但生物质基前驱体受气候、季节的干扰较大，树脂与聚合物类硬碳材料成本较高，且碳收率偏低。

3、沥青作为煤化工或石油化工产业的主要副产物，是重要的重质有机物，具有来源广泛、价格低廉、碳收率高等优点，是制备碳负极材料的优质前驱体。然而在高温碳化过程中沥青很容易发生石墨化而形成高度有序的碳层结构，不利于钠离子的存储，致使其储钠容量较低，约90 ma本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种沥青基碳材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤，

2.根据权利要求1所述的一种沥青基碳材料的制备方法，其特征在于：S1中，沥青包括低温煤沥青、中温煤沥青、高温煤沥青、石油沥青和萘沥青中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的一种沥青基碳材料的制备方法，其特征在于：S1中，粉碎时转速为3000-9000 r/min，球磨转速为300-1000 rpm，球磨时间为5-20 h。

4.根据权利要求1所述的一种沥青基碳材料的制备方法，其特征在于：S2中，氧化剂为有机氧化剂，氧化剂的添加量为粉料质量的5-20%。

5.根据权利要求4所述的一...

【技术特征摘要】

1.一种沥青基碳材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤，

2.根据权利要求1所述的一种沥青基碳材料的制备方法，其特征在于：s1中，沥青包括低温煤沥青、中温煤沥青、高温煤沥青、石油沥青和萘沥青中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的一种沥青基碳材料的制备方法，其特征在于：s1中，粉碎时转速为3000-9000 r/min，球磨转速为300-1000 rpm，球磨时间为5-20 h。

4.根据权利要求1所述的一种沥青基碳材料的制备方法，其特征在于：s2中，氧化剂为有机氧化剂，氧化剂的添加量为粉料质量的5-20%。

5.根据权利要求4所述的一种沥青基碳材料的制备方法，其特征在于：s2中，有机氧化剂包括过氧化氢、过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酰、二叔丁基过氧化物、过氧化氢二异丙苯、二乙三胺中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨哲伟，王朝辉，李鑫，常茂林，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：