一种一步压力诱导的煤基致密硬炭负极材料及其制备方法和一种低温钠离子电池技术

技术编号:42954266 阅读:29 留言:0更新日期:2024-10-11 16:11
本发明专利技术提供了一种一步压力诱导的煤基致密硬炭负极材料及其制备方法和一种低温钠离子电池,属于钠离子电池负极材料技术领域。本发明专利技术将脱灰处理的煤系前驱体进行压制处理后经高温炭化、酸洗处理得致密煤基炭材料。本发明专利技术具有以下优势:无需预氧化、化学交联等前序步骤和去除辅助助剂的后序步骤,仅通过压力压制炭前驱体即可提高分子间交联度,并通过改变压制压力可调控前驱体分子的空间分布密度,控制炭片层发育空间,调节致密硬炭负极的闭孔结构,工艺简单、可设计性强的优势。将所得炭材料作为钠离子电池负极材料,与未压制或未控制压制压力所得炭材料相比,可实现同步显著提高振实密度、首周库伦效率、容量与倍率性能,并且显著提升在0.1V以下低电压平台容量,并且在低温下具有明显的性能优势。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及钠离子电池负极材料,尤其涉及一种一步压力诱导的煤基致密硬炭负极材料及其制备方法和一种低温钠离子电池。


技术介绍

1、全球能源转型的加速推进促进了储能市场对大规模低成本储能器件的需求。钠离子电池作为一种低成本、资源丰富的储能解决方案,正逐渐引起人们的广泛关注。然而,现有的钠离子电池在低温环境下的性能表现不佳,限制了其在严寒地区的广泛应用,尤其是在电动汽车和户外储能系统等领域。高能量密度的钠离子电池的研究对实现规模储能及其低温严酷环境中的应用具有重要的科学意义和实用价值,而负极在低电位下的长储钠平台以及高的致密度,对提高的电池能量密度具有至关重要的意义。因此,开发具有高振实密度、首周库伦效率和低电位平台容量的新型负极材料是发展高能量密度钠离子电池负极材料的关键。

2、炭材料具有化学性质稳定、形貌结构可设计性、制备方法多样性、成本低等优点,被广泛应用为钠离子电池的负极材料。虽然以煤炭为原料,通过选煤、炭化即可制得煤基炭材料,但直接炭化变质程度高的无烟煤得到的炭材料有序度高,储钠容量低;而直接炭化变质程度低的褐煤则存在炭化收率低、材料振实本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种一步压力诱导的煤基致密硬炭负极材料的制备方法,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,所述脱灰处理的煤系前驱体包含褐煤、烟煤、无烟煤、煤沥青、石油沥青、煤焦和石油焦中的一种或几种。

3.根据权利要求1或2所述的制备方法,其特征在于,所述破碎的粒径≤200目。

4.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,所述物理压制的压力为0.5~50MPa,物理压制的时间为1~30min。

5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述保护气体包含惰性气体或真空环境。

6.根据权利要求1或2或4或...

【技术特征摘要】

1.一种一步压力诱导的煤基致密硬炭负极材料的制备方法,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,所述脱灰处理的煤系前驱体包含褐煤、烟煤、无烟煤、煤沥青、石油沥青、煤焦和石油焦中的一种或几种。

3.根据权利要求1或2所述的制备方法,其特征在于,所述破碎的粒径≤200目。

4.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,所述物理压制的压力为0.5~50mpa,物理压制的时间...

【专利技术属性】
技术研发人员:陈亚鑫刘张有石利泺杨润龙董良鞠治成庄全超
申请(专利权)人:中国矿业大学
类型:发明
国别省市:

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1