【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及钠离子电池材料的，特别涉及一种提升钠离子电池淀粉基硬碳负极材料性能的方法。
技术介绍
1、随着新能源的飞速发展，电动汽车遍布各地，占据新能源核心地位的锂离子电池需求量持续增长，锂的价格飞速攀升，资源短缺外加价格居高不下，严重限制了其规模化生产应用，亟需寻求一种替代性能源。钠因为与锂相似的物化特性备受关注，且钠储量丰富，价格低廉，因此钠离子电池被认为是最有希望替代锂离子电池的选择。
2、然而钠离子半径较大，且钠-石墨化合物热力学不稳定，因此锂电中最常用的石墨负极无法直接照搬到钠离子电池上。因此，需要研究开发出适合钠离子电池使用的负极材料。硬碳因为其独特的结构，适合储钠，得到研究者的广泛关注。
3、对负极材料进行性能优化是众多学者的目标，现有技术中缺乏一种非常有效的提升钠离子电池负极材料性能的方法。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种提升钠离子电池淀粉基硬碳负极材料性能的方法，通过掺入氧化石墨烯并进行水热预处理对淀粉的形貌和结构进行调整，进一步通过冷冻干燥使其微结构特征得到最大程度的保持，最终进行高温碳化，得到性能优化的钠离子电池硬碳负极材料。氧化石墨烯的添加不仅不会对人体造成伤害，同时还能通过与淀粉的耦合效应进一步优化钠离子电池淀粉基硬碳负极材料的性能。
2、本申请提供了一种提升钠离子电池淀粉基硬碳负极材料性能的方法，包括如下步骤：
3、将氧化石墨烯溶液进行超声分散，随后将其与淀粉通过两段强力搅拌充分混合均匀；
4、将上述制得的混合溶液转移进反应釜中进行水热反应，反应结束后进行冷冻干燥，随后进行高温碳化，碳化结束即得改善的硬碳负极材料。
5、进一步的，所述氧化石墨烯溶液的浓度为1～10 mg/ml。
6、进一步的，所述超声分散的功率为0～1200 w，所述超声分散的时间为0～5 h。
7、进一步的，所述淀粉是马铃薯淀粉、玉米淀粉以及小麦淀粉中的任意一种。
8、进一步的，所述淀粉的浓度为0.1 mol/l～2 mol/l。
9、进一步的，第一段强力搅拌在室温下进行，转速为1000-4000 r/min，时间为1-30min，第二段强力搅拌在80℃水浴加热的条件下进行，转速为1000-4000 r/min，时间为1-30min。
10、进一步的，第一段常温强力搅拌结束后整体呈现透明液态，第二段80℃水浴加热结束后整体呈现半透明糊状。
11、进一步的，所述水热反应的加料系数为0.6-0.8，水热反应时长和温度分别为0.5-48 h和120-200 ℃。
12、进一步的，高温碳化的温度和时间分别为800-1600 ℃和1-5 h。
13、进一步的，高温碳化的升温速率为0.5-10 ℃/min，高温碳化在管式炉中进行，管式炉中的气氛为氩气。
14、与现有技术相比，本申请的方案中，在对不同浓度氧化石墨烯溶液进行强力搅拌的情况下加入淀粉，使二者充分混合均匀，然后通过水热反应、冷冻干燥和高温碳化，改善硬碳负极材料的性能。通过添加氧化石墨烯，在水热反应过程中对样品形貌和结构进行调整，进一步通过冷冻干燥，尽最大可能保证样品的形貌和结构不受破坏，最后通过高温碳化，得到性能优化的硬碳负极材料，该方案流程简单，效果显著，是一种提升钠离子电池硬碳负极材料性能的方法。本专利技术通过掺入氧化石墨烯并进行水热预处理对淀粉的形貌和结构进行调整，进一步通过冷冻干燥使其微结构特征得到最大程度的保持，最终进行高温碳化，得到性能优化的钠离子电池硬碳负极材料。氧化石墨烯的添加不仅不会对人体造成伤害，同时还能通过与淀粉的耦合效应进一步优化钠离子电池淀粉基硬碳负极材料的性能。
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1.一种提升钠离子电池淀粉基硬碳负极材料性能的方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种提升钠离子电池淀粉基硬碳负极材料性能的方法，其特征在于，所述氧化石墨烯溶液的浓度为1～10 mg/ml。
3.根据权利要求1所述的一种提升钠离子电池淀粉基硬碳负极材料性能的方法，其特征在于，所述超声分散的功率为0～1200 W，所述超声分散的时间为0～5 h。
4.根据权利要求1所述的一种提升钠离子电池淀粉基硬碳负极材料性能的方法，其特征在于，所述淀粉是马铃薯淀粉、玉米淀粉以及小麦淀粉中的任意一种。
5.根据权利要求1所述的一种提升钠离子电池淀粉基硬碳负极材料性能的方法，其特征在于，所述淀粉的浓度为0.1 mol/L～2 mol/L。
6.根据权利要求1所述的一种提升钠离子电池淀粉基硬碳负极材料性能的方法，其特征在于，第一段强力搅拌在室温下进行，转速为1000-4000 r/min，时间为1-30 min，第二段强力搅拌在80℃水浴加热的条件下进行，转速为1000-4000 r/min，时间为1-30 min。p>
7.根据权利要求1所述的一种提升钠离子电池淀粉基硬碳负极材料性能的方法，其特征在于，第一段常温强力搅拌结束后整体呈现透明液态，第二段80℃水浴加热结束后整体呈现半透明糊状。
8.根据权利要求1所述的一种提升钠离子电池淀粉基硬碳负极材料性能的方法，其特征在于，所述水热反应的加料系数为0.6-0.8，水热反应时长和温度分别为0.5-48 h和120-200 ℃。
9.根据权利要求1所述的一种提升钠离子电池淀粉基硬碳负极材料性能的方法，其特征在于，高温碳化的温度和时间分别为800-1600 ℃和1-5 h。
10.根据权利要求1所述的一种提升钠离子电池淀粉基硬碳负极材料性能的方法，其特征在于，高温碳化的升温速率为0.5-10 ℃/min，高温碳化在管式炉中进行，管式炉中的气氛为氩气。
...【技术特征摘要】
1.一种提升钠离子电池淀粉基硬碳负极材料性能的方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种提升钠离子电池淀粉基硬碳负极材料性能的方法，其特征在于，所述氧化石墨烯溶液的浓度为1～10 mg/ml。
3.根据权利要求1所述的一种提升钠离子电池淀粉基硬碳负极材料性能的方法，其特征在于，所述超声分散的功率为0～1200 w，所述超声分散的时间为0～5 h。
4.根据权利要求1所述的一种提升钠离子电池淀粉基硬碳负极材料性能的方法，其特征在于，所述淀粉是马铃薯淀粉、玉米淀粉以及小麦淀粉中的任意一种。
5.根据权利要求1所述的一种提升钠离子电池淀粉基硬碳负极材料性能的方法，其特征在于，所述淀粉的浓度为0.1 mol/l～2 mol/l。
6.根据权利要求1所述的一种提升钠离子电池淀粉基硬碳负极材料性能的方法，其特征在于，第一段强力搅拌在室温下进行，转速为1000-4000 r/min，时间...
【专利技术属性】
技术研发人员：李帆，梅日国，钟春晖，王南，刘清侠，
申请(专利权)人：深圳技术大学，
类型：发明
国别省市：
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