一种增强碳材料硬度的方法、装置及其在钠离子电池的应用制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种增强碳材料硬度的方法，包括以下步骤：a)将热固性聚合物于低温、高压环境中置于纯氧气氛中静置，得到氧饱和热固性聚合物；b)将a)所用装置置于等离子体激发腔室内，施加高压高频电场的同时将a)所用装置抽至低压气氛，得到氧化热固性聚合物；c)取b)得到的氧化热固性聚合物置于催化剂溶液中，浸泡与干燥，在保护性气氛下预碳化，酸洗和水洗除杂并烘干；d)取c)所得预碳化产物二次升温碳化，冷却，得到高硬度碳材料。本发明专利技术通过结合氧的体相吸附作用与高电压等离子体的氧化作用，增强热固性聚合物前驱体的含氧官能团数量；且利用催化剂使芳香族分子在碳化中充分交联，提升所制碳材料的硬度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及钠离子电池，更具体地说，是涉及一种增强碳材料硬度的方法、在钠离子电池的应用。

技术介绍

1、随着全球能源需求的不断增长，储能和动力电池的研发和应用变得越来越重要。传统的锂离子电池在电动车、可再生能源储能等领域取得了巨大成功，但其资源稀缺和环境影响已经引起了人们的关注。在这种背景下，钠离子电池作为一种新兴的替代技术，凭借其资源优势备受关注。

2、硬碳材料是当前商业钠离子电池主流的负极材料，相比其他碳材料以及合金类、转化类负极，硬碳负极兼具高可逆容量、低电压的优势，并且其可靠的原料来源可支撑钠离子电池产业链长久稳定地运行。钠离子电池具有钠资源丰富的核心优势，最适合应用于大规模储能，然而当前其循环稳定性尚未达到万圈，远不及储能需求，其中硬碳是制约钠电循环性能的关键。不同于少晶界的石墨，硬碳由于丰富的晶界和高活性的表面化学具有较多且分布不均的电极/电解液界面，且钠离子较大的尺寸会在嵌入过程中带来较大的电极膨胀，极易造成界面的破裂，从而带来较差的循环性能。

3、因此如何增强硬碳的硬度，使其在离子嵌入时产生较小的体积膨胀，进而稳定本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种增强碳材料硬度的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，S1所述热固性聚合物选自酚醛树脂、环氧树脂、不饱和聚酯树脂、有机硅树脂、聚氨酯、脲醛树脂中的一种或多种；所述热固性聚合物的粒度体积分布为D50＝10～100μm。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，S1所用反应装置包括高压反应釜和低温浴槽，所述热固性聚合物置于高压反应釜内，所述高压反应釜内充斥纯氧气至高压后密闭，所述高压反应釜置于低温浴槽内，所述低温浴槽内放置低温介质，所述低温介质选自液氧、液氮、液氩、液空、液氦中的一种或多种。</p>

4.根据...

【技术特征摘要】

1.一种增强碳材料硬度的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，s1所述热固性聚合物选自酚醛树脂、环氧树脂、不饱和聚酯树脂、有机硅树脂、聚氨酯、脲醛树脂中的一种或多种；所述热固性聚合物的粒度体积分布为d50＝10～100μm。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，s1所用反应装置包括高压反应釜和低温浴槽，所述热固性聚合物置于高压反应釜内，所述高压反应釜内充斥纯氧气至高压后密闭，所述高压反应釜置于低温浴槽内，所述低温浴槽内放置低温介质，所述低温介质选自液氧、液氮、液氩、液空、液氦中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，s1所述低温为-300～-100℃。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，s1所述高压为100～1000kpa。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，s1所述静置时长为0.5-10h。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，s2所述等离子体激发腔室的气压为0.001～1×10-7pa。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，s2所述电场的电压为1～100kv，频率为1～10ghz。

9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，s2中低压气氛抽至0.001～1×10-7pa。

10.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，s3所述催化剂溶液选自氯化锌溶液、氯化钙溶液、氯化镍溶液、氯化铁溶液中一种或多种，所述催化剂溶液的质量分数为5％-50％。

11.根据权利要求1所述的制...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡奕峰，刘桐，
申请(专利权)人：天星世纪新材科技杭州有限公司，
类型：发明
国别省市：