一种褐煤基硬碳负极材料、制备方法及其应用技术

技术编号:45868004 阅读:12 留言:0更新日期:2025-07-19 11:23
本发明专利技术涉及一种褐煤基硬碳负极材料、制备方法及其应用。其中制备方法,包括以下步骤:取褐煤粉,将所述褐煤粉进行酸处理;将酸处理后的褐煤在空气气氛、温度为250‑350℃下进行初步预氧化处理3‑4小时,得到初步预氧化产物;将所述初步预氧化产物放入硝酸溶液中搅拌进行硝酸氧化,得到预氧化前驱体;将所述预氧化前驱体进行热解,获得所述褐煤基硬碳负极材料。本发明专利技术采用两步预氧化(初步预氧化和硝酸氧化)和高温热解的方法,简单且能耗低,适合规模化生产,在成本与可持续性上占据优势。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电池负极材料,具体涉及一种褐煤基硬碳负极材料、制备方法及其应用


技术介绍

1、随着可再生能源及大规模储能需求的快速增长,钠离子电池因其资源丰富、成本低廉及环境友好等优势,成为锂离子电池的重要补充技术。然而,钠离子较大的离子半径(显著大于锂离子的)导致其在传统石墨负极中的嵌入/脱出动力学缓慢,容量显著低于锂离子电池(石墨的理论容量仅约35mahg-1),亟需开发适配钠离子存储的高性能负极材料。目前,硬碳材料因其无序碳层结构、丰富的微孔/缺陷及较大的d(002)层间距(通常>0.37nm),可有效缓解钠离子嵌入应力并提供高比容量(200-350mahg-1),成为钠离子电池负极的主流选择。然而,现有硬碳材料仍面临着前驱体成本高、可持续性差、结构稳定性差与首效低等瓶颈。针对上述问题,研究者尝试通过预氧化处理优化前驱体热解行为,利用空气氧化在材料表面引入含氧官能团以抑制热解过程中石墨微晶的重排,或通过低温预碳化增强交联结构稳定性。然而,现有预氧化工艺多聚焦于纤维素类前驱体。而对褐煤等高挥发分、高氧含量廉价碳源的适配性不足,存在氧化程度与碳化匹本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种褐煤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所述的一种褐煤基硬碳负极材料的制备方法,其特征在于,所述酸处理为在盐酸和氢氟酸的混合溶液中浸泡处理。

3.根据权利要求2所述的一种褐煤基硬碳负极材料的制备方法,其特征在于,所述混合溶液由盐酸和氢氟酸混合而成,所述盐酸的摩尔浓度为1-4mol L-1,氢氟酸质量浓度为5-10wt%,盐酸和氢氟酸的体积比为1:1。

4.根据权利要求1所述的一种褐煤基硬碳负极材料的制备方法,其特征在于,由室温以5-10℃min-1升温速率升温至250-350℃。

<p>5.根据权利要求...

【技术特征摘要】

1.一种褐煤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所述的一种褐煤基硬碳负极材料的制备方法,其特征在于,所述酸处理为在盐酸和氢氟酸的混合溶液中浸泡处理。

3.根据权利要求2所述的一种褐煤基硬碳负极材料的制备方法,其特征在于,所述混合溶液由盐酸和氢氟酸混合而成,所述盐酸的摩尔浓度为1-4mol l-1,氢氟酸质量浓度为5-10wt%,盐酸和氢氟酸的体积比为1:1。

4.根据权利要求1所述的一种褐煤基硬碳负极材料的制备方法,其特征在于,由室温以5-10℃min-1升温速率升温至250-350℃。

5.根据权利要求1所述的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员:肖杰刘轲张英杰董鹏曾晓苑章艳佳李雪
申请(专利权)人:昆明理工大学
类型:发明
国别省市:

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