一种煤基硬碳材料及其制备方法和作为钠离子电池负极材料的应用技术

本发明专利技术公开了一种煤基硬碳材料及其制备方法和作为钠离子电池负极材料的应用，属于钠离子电池材料技术领域。将煤粉与活化剂溶液进行一段湿法球磨，一段球磨混合料经过过滤和干燥，得到预活化物料；将预活化物料进行一段碳化处理，碳化产物经过酸洗和干燥，得到预碳化料；将预碳化料与改性剂溶液进行二段湿法球磨，二段球磨混合料经过过滤和干燥，得到活化物料；将活化物料进行二段碳化处理，得到具有短程有序、长程无序孔结构的高储钠容量的煤基硬碳材料，将其作为钠离子电池负极材料应用，所得钠离子电池表现出高可逆比容量、首次库伦效率以及优异的充放电循稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种硬碳材料，特别涉及一种改性煤基硬碳材料，还涉及一种基于机械活化和化学改性提高煤基硬碳材料性能的方法，以及涉及煤基硬碳材料作为钠离子电池负极材料的应用，属于电池。

技术介绍

1、锂离子电池具有稳定性优良、能量密度高和自放电率低等优点，已经进入了商业化应用，但锂价格高且资源有限使其发展受到限制。钠离子电池由于其具有成本较低、存储量丰富、安全环保、低温性能突出等优势，逐渐成为锂离子电池强有力的竞争对手。钠离子电池的工作原理与锂离子电池类似，然而，由于na+难以与石墨形成稳定的插层化合物，因此钠离子电池无法直接采用锂离子电池商用的石墨作为负极材料，因此，开发具备高容量的钠离子电池负极材料迫在眉睫。

2、硬碳材料作为一种难以石墨化的碳，在高温碳化过程趋于短程化发展，具有较高的钠离子储存容量，是目前最具商业化应用前景的钠离子电池负极材料。目前硬碳材料主流前驱体原料有生物质类、树脂类、沥青类等，但是由于其存在原料供应不稳定、价格高及制备工艺复杂等问题，难以大规模产业化。煤作为一种储量丰富、价格低廉且含碳量高的碳源，是制备硬碳材料极具潜力的前本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种煤基硬碳材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种煤基硬碳材料的制备方法，其特征在于：所述煤粉预先经酸洗脱灰处理至灰分含量低于1％。

3.根据权利要求1所述的一种煤基硬碳材料的制备方法，其特征在于：所述活化剂溶液的浓度为0.1～1mol/L。

4.根据权利要求1～3任一项所述的一种煤基硬碳材料的制备方法，其特征在于：所述一段湿法球磨的条件为：液固比为5～10mL:1g，球料质量比为1:

5.根据权利要求1所述的一种煤基硬碳材料的制备方法，其特征在于：所述一段碳化处理的条件为：在保护气氛下，温度为300～...

【技术特征摘要】

1.一种煤基硬碳材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种煤基硬碳材料的制备方法，其特征在于：所述煤粉预先经酸洗脱灰处理至灰分含量低于1％。

3.根据权利要求1所述的一种煤基硬碳材料的制备方法，其特征在于：所述活化剂溶液的浓度为0.1～1mol/l。

4.根据权利要求1～3任一项所述的一种煤基硬碳材料的制备方法，其特征在于：所述一段湿法球磨的条件为：液固比为5～10ml:1g，球料质量比为1:

5.根据权利要求1所述的一种煤基硬碳材料的制备方法，其特征在于：所述一段碳化处理的条件为：在保护气氛下，温度为300～800℃，时间为1～3h。

6...

【专利技术属性】
技术研发人员：张元波，林坤，杨光，苏子键，姜涛，谢晨曦，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：