一种改性硬碳材料及其制备方法、电池技术

本公开提供了一种改性硬碳材料及其制备方法、电池，制备方法包括：将生物质进行预处理后进行初步碳化，得到初碳化材料；于初碳化材料的表面涂覆表面活化层，并进行两步高温碳化，最终得到改性硬碳材料；其中，涂覆表面活化层采用的表面活化剂为氧化铝、氧化钛、氧化锆、沥青、树脂、乙烯基树脂、葡萄糖、聚丙烯腈中的至少一种。本公开通过将洗涤干净后的前驱体材料，破碎处理后进行预碳化，在预碳化后的材料表面进行涂层处理，再经过两次高温碳化形成具有稳定结构的硬碳材料。材料表面涂层处理可以去除表面的缺陷和有害官能团，提高材料的结构稳定性，减少钠离子在充放电过程中的不可逆损失，从而提高首圈库伦效率和循环稳定性等电化学性能。

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及电池材料，具体而言，涉及一种改性硬碳材料及其制备方法、电池。

技术介绍

1、近年来，锂离子电池的广泛使用引起了人们对锂资源枯竭的关注。丰富的钠和钾储量为大规模储能应用提供了巨大的潜力。特别是，钠离子电池由于其低成本和高安全性，是锂离子电池的理想替代品。在成本、性能和资源可持续性方面，无序碳材料已被证明是阳极材料中最有利的选择。通常，无序碳材料由大量无序、堆叠和弯曲的石墨烯片组成，片层包含大量缺陷，弯曲的石墨烯片堆叠形成封闭孔。先前的研究已经阐明，阳极材料中形成的封闭孔为钠离子的存储提供了充足的空间。这种“孔隙填充”机制使得钠离子电池中低电位下的容量占总容量的50-80％。这意味着无序碳的微观结构，特别是孔隙设计，是扩展低电位平台和增强钠离子存储性能的有效途径。

2、硬碳表面不可避免地存在一些含氧官能团和缺陷，这些官能团和缺陷可以捕获钠离子并导致不可逆的容量损失。同时，在硬碳和电解质之间的接触界面处产生sei，并且消耗大量的不可逆钠离子，导致低的初始库仑效率。因此，在硬碳表面上构建稳定的sei和有效地改善首圈库伦效率是当前的研究重点。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

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【技术特征摘要】

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【专利技术属性】
技术研发人员：黄建宇，张登科，赵喻晗，高新宇，李永强，唐永福，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：发明
国别省市：