生物质基硬炭负极材料及其制备方法与钠离子电池技术

本发明专利技术提供了一种生物质基硬炭负极材料及其制备方法与钠离子电池，涉及钠离子电池负极材料技术领域。生物质基硬炭负极材料的制备方法包括：S1将生物质硬炭前驱体进行粗碎并预炭化得预炭化料；S2将预炭化料进行粉碎、酸洗、水洗和干燥得纯化处理料；S3于水中加入硅烷偶联剂进行一次混合搅拌得第一溶液，于第一溶液中加入纯化处理料进行二次混合搅拌得第二溶液，于第二溶液中加入含磷掺杂剂进行三次混合搅拌后烘干得第一前驱体；S4将第一前驱体进行炭化、筛分。本发明专利技术制备得到的生物质基硬炭负极材料具有合适的压实密度及比表面积，用于钠离子电池中可有效提升其比容量、首次库伦效率和倍率性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及钠离子电池负极材料，尤其涉及生物质基硬炭负极材料及其制备方法与钠离子电池。

技术介绍

1、锂离子电池作为一种常见二次电池，目前已经在3c、动力电池、储能等领域取得了广泛的应用。但随着产量的不断放大，锂资源分布不均、储量不足、成本昂贵的弊端愈加暴露出来。巨大的供需矛盾，反复的价格波动成了笼罩在整个产业链上空的乌云。与此同时，随着技术壁垒的不断突破，尤其是具有优异储钠性能的硬炭负极的不断改善，钠离子电池重回大众视野，突出的成本优势使其成为炙手可热的锂离子电池替代产品。

2、钠离子电池与锂离子电池同为“摇椅电池”，可借由充放电时钠离子或锂离子在正负极的脱出和嵌入实现电荷的转移。除成本优势外，钠离子电池兼具安全性能高，高低温性能优异等优点，但能量密度和循环寿命仍难以达到锂离子电池水平。目前，钠离子电池硬炭负极材料前驱体主要有生物质、合成聚合物和化石燃料等。其中生物质基硬炭材料因独特的天然微结构、材料纯度高、功能多样性、且结构易调控等优点，被视为极具有发展前景的前沿负极材料。但相对聚合物和化石燃料而言，比容量、动力学性能、压实密度依旧是生物本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.生物质基硬炭负极材料的制备方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的生物质基硬炭负极材料的制备方法，其特征在于，所述生物质硬炭前驱体选自椰壳、毛竹、木质素、微晶纤维素、淀粉和葡萄糖中的至少一种，所述粗碎后物料的粒径Dv 50为1mm～8mm。

3.根据权利要求1所述的生物质基硬炭负极材料的制备方法，其特征在于，所述预炭化于惰性气氛中进行，所述预炭化的温度为400℃～700℃，保温时间为0.5h～10h。

4.根据权利要求1所述的生物质基硬炭负极材料的制备方法，其特征在于，所述粉碎的方式包括气流磨、辊压磨和机械磨中的至少一种，所述粉碎后物料的...

【技术特征摘要】

1.生物质基硬炭负极材料的制备方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的生物质基硬炭负极材料的制备方法，其特征在于，所述生物质硬炭前驱体选自椰壳、毛竹、木质素、微晶纤维素、淀粉和葡萄糖中的至少一种，所述粗碎后物料的粒径dv 50为1mm～8mm。

3.根据权利要求1所述的生物质基硬炭负极材料的制备方法，其特征在于，所述预炭化于惰性气氛中进行，所述预炭化的温度为400℃～700℃，保温时间为0.5h～10h。

4.根据权利要求1所述的生物质基硬炭负极材料的制备方法，其特征在于，所述粉碎的方式包括气流磨、辊压磨和机械磨中的至少一种，所述粉碎后物料的粒度dv 50为4μm～10μm，所述干燥的温度为80℃～200℃，干燥的时间为2h～24h。

5.根据权利要求1所述的生物质基硬炭负极材料的制备方法，其特征在于，所述酸洗包括将所述预炭化料置于酸溶液中并于100rpm～200rpm的搅拌速率搅拌洗涤2h～24h，所述酸溶液选自盐酸、硝酸和氢氟酸中的至少一种，所述酸溶液与所述预炭化料的质量比为0.2～5:1，所述酸溶液的ph为1～3，所述水洗包括将所述酸洗后的预炭化料进行反复水洗至滤液的ph大于2。

6.根据权利要求1所述的生物质基硬炭负极材料的制备方法，其特征在于，所述一次混合搅拌的搅拌速率为200rpm～300r...

【专利技术属性】
技术研发人员：李宸，任敏波，黄祥岚，张敏，彭大春，仰韻霖，
申请(专利权)人：广东凯金新能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：