一种纤维素基硬碳负极材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于电池制造技术领域，具体涉及一种纤维素基硬碳负极材料及其制备方法和应用，其以纤维素为碳源前驱体，采用泡沫碳吸附纤维素，后经氧化处理及高温碳化处理后制得。纤维素经过吸附在泡沫碳中氧化处理，泡沫碳可以隔离纤维素防止其大量团聚，从而氧化过程热量不至于不可控。纤维素经过吸附在泡沫碳后，泡沫碳内部孔径被填充，氧化和高温碳化后有助于封闭孔的形成，得到的硬碳比表面积小，硬碳材料首效和容量提高明显。因此，将其作为钠离子电池负极材料应用，其展现出高的容量和首次库伦效率，具有大规模生产的可行性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电池制造，具体涉及一种纤维素基硬碳负极材料及其制备方法和应用。

技术介绍

1、随着新能源汽车的高速发展，锂离子电池变得非常重要。钠在地壳中具有更高的丰度，约占地壳储量的2.64％，且广泛分布在世界各地，原料端碳酸钠提炼简单、价格远低于碳酸锂。钠电整体性能与锂电接近，能量密度稍逊，但低温、安全和倍率性能突出。因此钠离子电池成为锂离子电池的补充替代品进而得到研究人员的关注。

2、硬碳因其优异性能及低成本而成为钠离子电池极其优异的负极材料。硬碳材料的制备通常是通过热解各种含碳前驱体得到的，前驱体的不同会导致硬碳材料电化学性能的差别。根据前驱体来源不同主要可以分为三类硬碳：树脂基(酚醛树脂、环氧树脂、聚糠醇等)硬碳、沥青基(煤焦油沥青、石油沥青、天然沥青等)硬碳、生物质基(纤维素、木质素、淀粉等)硬碳。生物质基硬碳如纤维素具有原材料广泛，低成本、环境友好、来源广泛等优点。然而，纤维素碳化残碳量低仅仅10％，从而导致成本上升，预氧化是提高残碳量有效策略。此外，纤维素氧化过程属于放热反应，产业化不可控制，如何降低放热反应动力学实现商业化成为难本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种纤维素基硬碳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所述的纤维素基硬碳负极材料的制备方法，其特征在于，所述纤维素的质量浓度为5-15％。

3.根据权利要求1所述的纤维素基硬碳负极材料的制备方法，其特征在于，所述纤维素与吸附模版质量比例为1:0.5-5。

4.根据权利要求1所述的纤维素基硬碳负极材料的制备方法，其特征在于，所述的吸附模板为泡沫碳。

5.根据权利要求1所述的纤维素基硬碳负极材料的制备方法，其特征在于，经所述氧化处理前还包括烘干步骤。

6.根据权利要求1所述的纤维素基硬碳负极材料的制备...

【技术特征摘要】

1.一种纤维素基硬碳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所述的纤维素基硬碳负极材料的制备方法，其特征在于，所述纤维素的质量浓度为5-15％。

3.根据权利要求1所述的纤维素基硬碳负极材料的制备方法，其特征在于，所述纤维素与吸附模版质量比例为1:0.5-5。

4.根据权利要求1所述的纤维素基硬碳负极材料的制备方法，其特征在于，所述的吸附模板为泡沫碳。

5.根据权利要求1所述的纤维素基硬碳负极材料的制备方法，其特征在于，经所述氧化处理前还包括烘干步骤。

6.根据权利要求1所述的纤维素基硬碳负极材料的制备方法，其特征在于，所述氧化处理时的温度240-300℃，氧化处理的时间为1-6小时。

7.根据权利要求1所述的纤维素基硬...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭清彬，李忆秋，李礼，赵高超，
申请(专利权)人：泰安市法拉第能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：