一种硬碳负极材料、硬碳负极材料的制备方法及钠离子电池技术

本发明专利技术涉及一种硬碳负极材料、硬碳负极材料的制备方法及钠离子电池，硬碳负极材料的闭孔孔容为0.01cm<supgt;3</supgt;/g＜V<subgt;cp</subgt;＜0.5cm<supgt;3</supgt;/g；并且满足V<subgt;cp</subgt;＝1/ρ<subgt;真</subgt;‑1/(2.26×0.3354/d002<subgt;act</subgt;)；其中，ρ<subgt;真</subgt;为硬碳负极材料的真密度，d002<subgt;act</subgt;为X射线衍射002晶格的层间距，硬碳负极材料的真密度为0.5g/cm<supgt;3</supgt;＜ρ<subgt;真</subgt;＜2.26g/cm<supgt;3</supgt;。通过控制温度和压力，直接控制负极材料的真密度，间接控制负极材料的闭孔结构比例，从而使负极材料具有较高的可逆比容量和首次库伦效率，进而使组装的钠离子电池具有较高的能量密度以及优异的倍率性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及负极材料及电池制备，尤其涉及一种硬碳负极材料、硬碳负极材料的制备方法及采用该硬碳负极材料制备的钠离子电池。

技术介绍

1、硬碳是一种非晶态的碳材料，具有较低的平台电位、良好的结构稳定性和低廉的成本，被认为是钠离子电池中最有可能实现商业化应用的负极材料之一。然而，硬碳也存在一些缺点，如较低的首圈库伦效率、较低的比容量和较差的倍率性能。

2、为了改善硬碳的储钠性能，一种常用的方法是通过制造闭孔来对硬碳进行多尺度结构优化和功能调控，从而提升其在钠离子电池中的应用性能。

3、申请号为cn202311744491.6的中国专利申请公开了“一种负极材料和钠离子电池”，所述负极材料包括具有三维多孔结构的碳基体，以及负载在所述碳基体孔隙中的掺杂元素；所述负极材料的掺杂元素含量和气体吸附量的关系式如下：0＜α/β×103≤1；其中，α为所述负极材料中掺杂元素的含量，单位ppm；β为所述负极材料的气体吸附量，单位cm3/g。所述掺杂元素包括p、s、n、o、h、b、mg、ti、zn或fe元素中的任意一种或至少两种的组合；所述碳基体包括硬炭。本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种硬碳负极材料，其特征在于，通过调控设定气氛下的反应条件，形成具有大量闭孔结构的三维碳基体；反应条件包括碳化温度及体系压力；硬碳负极材料的闭孔孔容为0.01cm3/g＜Vcp＜0.5cm3/g；并且满足Vcp＝1/ρ真-1/(2.26×0.3354/d002act)；其中，ρ真为硬碳负极材料的真密度，单位为g/cm3；d002act为X射线衍射002晶格的层间距，单位为nm；硬碳负极材料的真密度为0.5g/cm3＜ρ真＜2.26g/cm3。

2.根据权利要求1所述的一种硬碳负极材料，其特征在于，所述硬碳负极材料的真密度ρ真＝(0.75T/620)ρ0-0.25(T/10...

【技术特征摘要】

1.一种硬碳负极材料，其特征在于，通过调控设定气氛下的反应条件，形成具有大量闭孔结构的三维碳基体；反应条件包括碳化温度及体系压力；硬碳负极材料的闭孔孔容为0.01cm3/g＜vcp＜0.5cm3/g；并且满足vcp＝1/ρ真-1/(2.26×0.3354/d002act)；其中，ρ真为硬碳负极材料的真密度，单位为g/cm3；d002act为x射线衍射002晶格的层间距，单位为nm；硬碳负极材料的真密度为0.5g/cm3＜ρ真＜2.26g/cm3。

2.根据权利要求1所述的一种硬碳负极材料，其特征在于，所述硬碳负极材料的真密度ρ真＝(0.75t/620)ρ0-0.25(t/1000)(p/p0)0.3；其中，ρ0为初始碳源的密度；t为碳化温度，且t＝200～1500℃；p0为大气压力；p为体系压力，且p＝0.1～1.5mpa。

3.根据权利要求1所述的一种硬碳负极材料，其特征在于，所述设定气氛为氮气、氩气、氦气、二氧化碳、氯气、水蒸气、空气中的一种或几种组合。

4.根据权利要求1所述的一种硬...

【专利技术属性】
技术研发人员：高源，李首毅，夏晶，李枢相，
申请(专利权)人：鞍钢集团北京研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：