一种煤基硬炭及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种煤基硬炭及其制备方法和应用，属于炭材料的技术领域。本发明专利技术的煤基硬炭的制备方法中，是先将煤原料与改性溶液混合反应，得到前驱体；再将所述前驱体与碳水化合物交联，烧结退火后得到中间体，最后将中间体在惰性气体气氛中进行碳化，得到所述煤基硬炭。改性溶液中的脱灰剂对煤原料进行除杂，同时引入了富氧剂对其进行羧基官能团修饰，能够使得煤炭之间有效交联，阻止碳层有序化，提升层间距使得离子快速插层，还能使得碳水化合物与前驱体表面稳固黏附，能控制煤自身胶质体固化成半焦程度，控制碳化成品的孔隙，采用本发明专利技术的方法制备的煤基硬炭具有较大的层间距、高容量、高首效、高压实的特点，适用于作为钠电池负极材料。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及炭材料的，具体涉及一种煤基硬炭及其制备方法和应用。

技术介绍

1、锂电池受锂资源等因素限制，价格波动极大，钠离子电池与锂电池有相似的工作原理与性能，碱金属钠资源分布广泛易获取，有着明显价格优势以及供应量的稳定。钠电池还有低温性能优异、可0v运输、安全性能高等优势。

2、负极在钠电池中占据重要的组成部分。与生物质硬炭和树脂类硬炭相比较，煤基硬炭研究较少，但其煤炭原料存量丰富，来源稳定，所制备的硬炭材料有着成本低廉、高压实等特点是很适合作为钠电池负极材料。

3、中国专利cn116553521a一种煤基硬炭制备方法中使用煤基原料与碱性溶液混合，进行水热预氧化，然后高温碳化得到硬炭。此方法虽然能使前驱体氧化程度均一，但是未能够很好的除去煤内部的杂质，也未进行接枝改性，制备出来的硬炭层间距相对较小，首效以及倍率性能不佳。

4、中国专利cn116177520a公布了一种生物质硬炭的制备方法。s1、将竹子进行前处理，用乙醇和去离子水超声，除去表面杂质，干燥得到前驱体样品；s2、将s1得到的前驱体样品在空气下升温至预氧化温本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种煤基硬炭的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的煤基硬炭的制备方法，其特征在于，所述脱灰剂、所述富氧剂和水的质量比为1∶(0.1～3)∶(2～10)；

3.如权利要求1或2所述的煤基硬炭的制备方法，其特征在于，如下(I)～(III)中的至少一种：

4.如权利要求1所述的煤基硬炭的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，将所述煤原料先进行破碎，再与所述改性溶液混合；破碎后的煤原料的粒径DV50为2～15μm。

5.如权利要求1所述的煤基硬炭的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述反应的温度为50～300℃，...

【技术特征摘要】

1.一种煤基硬炭的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的煤基硬炭的制备方法，其特征在于，所述脱灰剂、所述富氧剂和水的质量比为1∶(0.1～3)∶(2～10)；

3.如权利要求1或2所述的煤基硬炭的制备方法，其特征在于，如下(i)～(iii)中的至少一种：

4.如权利要求1所述的煤基硬炭的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，将所述煤原料先进行破碎，再与所述改性溶液混合；破碎后的煤原料的粒径dv50为2～15μm。

5.如权利要求1所述的煤基硬炭的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述反应的温度为50～300℃，反应的时间为5～10h。

6.如权利要求1所述的煤基硬炭的制...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱泽铭，谌芳园，张满强，
申请(专利权)人：广东钠壹新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：