硬碳负极材料、制备方法和钠离子电池技术

本申请公开了硬碳负极材料、制备方法和钠离子电池，其中硬碳负极材料的嵌钠过程插层容量≥220mAh/g，真密度≥2.1g/cm<supgt;3</supgt;，压实密度≥0.95g/cm<supgt;3</supgt;；其中，所述嵌钠过程插层容量是指电化学测试放电过程中电压30mV～100mV之间的容量。本申请中的硬碳负极材料具有较高的插层容量，碳层中的缺陷更少，结构更加完整；同时保持较高的压实密度和真密度，进而保持较高的能量密度。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及钠离子电池负极材料，具体而言，涉及硬碳负极材料、制备方法和钠离子电池。

技术介绍

1、钠离子电池与锂离子电池具有相同的工作原理，且相较于锂资源，钠元素储量更丰富，价格相对较低，因此钠离子电池能够作为锂离子电池的一种补充应用。但是，由于钠离子的半径较大，不能插层进入石墨层间，锂离子电池中传统的石墨负极不能作为钠离子电池的负极材料。硬碳材料由于其石墨烯层间距较大(≥0.37nm)、具有丰富的孔结构，成本较低等优点，被认为是最先产业化应用的钠离子电池负极材料。

2、硬碳材料“吸附-插层-填充”的储钠机理被广泛认可，钠离子吸附在硬碳材料边缘、缺陷及含氧官能团等位置，形成吸附储钠；钠离子插入硬碳碳层间会形成插层储钠；由弯曲、湍流的碳层相互堆积会形成闭孔，钠离子填充进入这些闭孔会形成填充储钠。现行的技术方案通常为增加硬碳材料的闭孔结构，从而增加材料储钠容量。但是，硬碳材料中闭孔结构增加，会降低材料真密度。如yuqili等人利用废软木制备富闭孔硬碳材料，当容量提升至硬碳材料容量～330mah/g时，材料的真密度＜1.6g/cm3(远小于石墨2.26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，嵌钠过程插层容量≥220mAh/g，真密度≥2.1g/cm3，压实密度≥0.95g/cm3；

2.根据权利要求1所述的硬碳负极材料，其特征在于，ID/IG＜1.1；和/或，所述硬炭负极材料粉体在1.0g/cm3密度下测试的电导率≥3*103S/m。

3.根据权利要求1所述的硬碳负极材料，其特征在于，用X射线光电子能谱方法测定C1s光谱，对所述C1s光谱进行分析，得到所述硬碳负极材料的碳元素中，以C＝C形式存在的碳的质量分数≥60％；和/或，以C-C形式存在的碳的质量分数＜30％；和/或，以C-O和C＝O形式存在的碳的质量分数≤1％...

【技术特征摘要】

1.一种硬碳负极材料，其特征在于，嵌钠过程插层容量≥220mah/g，真密度≥2.1g/cm3，压实密度≥0.95g/cm3；

2.根据权利要求1所述的硬碳负极材料，其特征在于，id/ig＜1.1；和/或，所述硬炭负极材料粉体在1.0g/cm3密度下测试的电导率≥3*103s/m。

3.根据权利要求1所述的硬碳负极材料，其特征在于，用x射线光电子能谱方法测定c1s光谱，对所述c1s光谱进行分析，得到所述硬碳负极材料的碳元素中，以c＝c形式存在的碳的质量分数≥60％；和/或，以c-c形式存在的碳的质量分数＜30％；和/或，以c-o和c＝o形式存在的碳的质量分数≤1％。

4.一种权利要求1-3任意一项所述的硬碳负极材料的制备方法，其特征在于，包括：先将硬碳前驱体在800℃～950℃进行低温炭化，然后在1000℃～1600℃进行高温炭化，得到所述硬碳负极材料。

5.根据权利要求4所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：石杰，李少军，姜惠博，侯博，周泉竹，汪福明，唐婕，林锦盛，
申请(专利权)人：深圳贝特瑞钠电新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：