一种具备新型核壳碳框架的煤基衍生硬碳材料、制备方法及其应用技术

一种具备新型“核壳”碳框架的煤基衍生硬碳材料、制备方法及其应用，煤基衍生硬碳材料按重量份计，包括0.1～1份具有超多闭孔结构的粉末C和1～5份两亲性涂覆物质ACM；通过成本低廉、资源丰富的煤炭作为碳前驱体，通过碱刻蚀‑热退火处理以及表面涂覆的办法制备了一种新型“核壳”硬碳材料，其不仅降低了传统高BET带来的不可逆副反应的发生，提升了比容量；还提高了导电性以及结构稳定性，增强了碳材料的长循环寿命；所制备的具备新型“核壳”碳框架的煤基衍生硬碳材料能够应用于制备负极片或钠离子纽扣半电池或钠离子纽扣全电池；本发明专利技术解决了电化学性能差的技术问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于钠离子电池负极材料，具体涉及一种具备新型核壳碳框架的煤基衍生硬碳材料、制备方法及其应用。

技术介绍

1、开发新型清洁能源以及能源储存装置减少或者替代传统不可再生资源是实现可持续性发展的重中之重。锂离子电池(libs)具有高能量密度、体积小质量轻和循环寿命好等优点广泛应用于我们生活的方方面面，但是锂元素在地壳中储存量低(0.00655％)，资源分布不均匀并且高成本限制了它的进一步发展。人们对于电子设备以及电动汽车的大量需求也对锂电池造成了进一步的压力。在探索的众多二次电池中，钠离子电池(sibs)脱颖而出，它具有成本低廉、钠资源丰富以及钠锂物理化学性质相似等优点在大规模储能领域备受关注。

2、与libs相比，na+的离子半径略大于li+，在离子传输中动力学过程比较缓慢，并且经过长期循环后材料结构的稳定性会有所下降。因此想要发展sibs就必须要找到相适应的正负极材料。经过大量的研究发现，可用于sibs正极常见的材料有：过渡金属氧化物、nasicon骨架化合物以及聚阴离子型化合物，这些电极材料具有较高的氧化还原电压、比容量和电化学反应活本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种具备新型“核壳”碳框架的煤基衍生硬碳材料，其特征在于：按重量份计，包括0.1～1份具有超多闭孔结构的粉末C和1～5份两亲性涂覆物质ACM。

2.根据权利要求1所述的一种具备新型“核壳”碳框架的煤基衍生硬碳材料，其特征在于：所述具有超多闭孔结构的粉末C，按重量份计，包括1～10份纯化后的粉末A和1～10份碱性粉末；所述两亲性涂覆物质ACM，按重量份计，包括1～10份沥青粉末和0-100mL混酸溶液或强碱溶液。

3.根据权利要求2所述的一种具备新型“核壳”碳框架的煤基衍生硬碳材料，其特征在于：所述粉末A，按重量份计，包括1～10份煤炭前驱体、1～20份的HCl...

【技术特征摘要】

1.一种具备新型“核壳”碳框架的煤基衍生硬碳材料，其特征在于：按重量份计，包括0.1～1份具有超多闭孔结构的粉末c和1～5份两亲性涂覆物质acm。

2.根据权利要求1所述的一种具备新型“核壳”碳框架的煤基衍生硬碳材料，其特征在于：所述具有超多闭孔结构的粉末c，按重量份计，包括1～10份纯化后的粉末a和1～10份碱性粉末；所述两亲性涂覆物质acm，按重量份计，包括1～10份沥青粉末和0-100ml混酸溶液或强碱溶液。

3.根据权利要求2所述的一种具备新型“核壳”碳框架的煤基衍生硬碳材料，其特征在于：所述粉末a，按重量份计，包括1～10份煤炭前驱体、1～20份的hcl、1～10份的hf和1～10份的naoh；所述碱性粉末为氢氧化钠、氢氧化钾和碳酸氢钠中的一种、两种或两种以上任意配比的混合物。

4.根据权利要求2所述的一种具备新型“核壳”碳框架的煤基衍生硬碳材料，其特征在于：

5.根据权利要求3所述的一种具备新型“核壳”碳框架的煤基衍生硬碳材料，其特征在于：所述煤炭前驱体为褐煤、长焰煤、气肥煤、贫煤以及无烟煤中的任意一种或两种，其中，任意两种的比例为(1-3)：(1-3)。

6.基于权利要求1至5任一所述的一种具备新型“核壳”碳框架的煤基衍生硬碳材料的制...

【专利技术属性】
技术研发人员：王海花，牛慧祝，舒珂维，费贵强，杨晨榕，曹瑞，王洁，
申请(专利权)人：陕西科技大学，
类型：发明
国别省市：