一种煤基硬碳负极材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及电池材料技术领域，特别是一种煤基硬碳负极材料及其制备方法和应用，该煤基硬碳负极材料为孔道呈双峰孔分布的多孔结构，多孔结构包括微孔和介孔，微孔的孔径为0.5‑2nm，介孔的孔径为2‑50nm，微孔的体积占比为11％‑13％；其以煤炭为原料通过炭化获得，煤炭原料中含有Ca元素和Fe元素，Ca元素的含量为a，Fe元素的含量为b，a、b满足：4000ppm≤a≤9100ppm，7200ppm≤b≤10000ppm，0.5≤a/b≤1。本发明专利技术提出的煤基硬碳负极材料产物具有较好的倍率性能，其制备方法既实现了煤炭的高价值转化，又使得硬碳负极材料可以持续化生产，有助于推进钠离子电池的商用进程。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电池材料，特别是一种煤基硬碳负极材料及其制备方法和应用。

技术介绍

1、钠离子电池作为一种新兴的储能系统，因其资源丰富、成本低廉等优势逐渐成为锂离子电池的有力补充，尤其适用于大规模储能应用。然而，要使钠离子电池真正实现商业化并广泛应用于各个领域，特别是那些需要快速充放电的应用场景，如电动汽车、智能电网等，提高其倍率性能是必不可少的关键一步。因此，开发高性能的高倍率负极材料不仅是解决当前技术瓶颈的有效途径，也是推动钠离子电池产业化的关键所在。高倍率负极材料的开发直接关系到钠离子电池的功率密度提升，通过开发新型高倍率负极材料，可以有效缩短钠离子的扩散路径，优化电化学反应动力学，从而大幅提高电池的功率密度，满足实际应用需求。

2、煤基材料，特别是通过热解炭化形成的硬碳，因其资源丰富、成本低廉、优异的储钠性能以及良好的倍率性能，在钠离子电池领域受到了广泛关注。煤炭作为原料不仅分布广泛，而且价格相对低廉，这使得基于煤炭制备的硬碳材料相比于其他负极材料具有显著的成本优势。而且，煤基材料的制备工艺相对简单，易于工业化生产，并且可以利用现有的钠离本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种煤基硬碳负极材料，其特征在于：所述煤基硬碳负极材料为孔道呈双峰孔分布的多孔结构，所述多孔结构包括微孔和介孔，所述微孔的孔径为0.5-2nm，所述介孔的孔径为2-50nm，所述微孔在所述多孔结构中的体积占比为11％-13％。

2.根据权利要求1所述的煤基硬碳负极材料，其特征在于：所述煤基硬碳负极材料满足如下条件中的至少一个：

3.根据权利要求1所述的煤基硬碳负极材料，其特征在于：其内：灰分含量≤0.5wt％，Fe元素含量≤100ppm，Ca元素含量≤100ppm。

4.一种如权利要求1-3任一项所述的煤基硬碳负极材料的制备方法，其特征在于：以煤炭...

【技术特征摘要】

1.一种煤基硬碳负极材料，其特征在于：所述煤基硬碳负极材料为孔道呈双峰孔分布的多孔结构，所述多孔结构包括微孔和介孔，所述微孔的孔径为0.5-2nm，所述介孔的孔径为2-50nm，所述微孔在所述多孔结构中的体积占比为11％-13％。

2.根据权利要求1所述的煤基硬碳负极材料，其特征在于：所述煤基硬碳负极材料满足如下条件中的至少一个：

3.根据权利要求1所述的煤基硬碳负极材料，其特征在于：其内：灰分含量≤0.5wt％，fe元素含量≤100ppm，ca元素含量≤100ppm。

4.一种如权利要求1-3任一项所述的煤基硬碳负极材料的制备方法，其特征在于：以煤炭为原料通过炭化获得，煤炭原料中含有ca元素和fe元素，ca元素的含量为a，fe元素的含量为b，a、b满足：4000ppm≤a≤9100ppm，7200ppm≤b≤10000ppm，0.5≤a/b≤1。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：a、b满足：4600ppm≤a≤8200ppm、...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭玉娟，王飞翔，孟庆施，戚兴国，李树军，
申请(专利权)人：溧阳中科海钠科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：