[发明专利]一种用于钠离子电池负极的硬碳材料及其制备方法和相关钠离子电池

摘要

一种用于钠离子电池负极的硬碳材料及其制备方法和相关钠离子电池，属于储能材料及电化学技术领域，本发明采用生物质材料作为前驱体合成硬碳材料，相比传统高温碳化工艺，本发明采用碱洗、酸洗、干燥、预碳化和热解这些工艺步骤，通过调整工艺参数制得了层间距较大(不小于0.37nm)，比表面积较小(约100cm³/g)且具有丰富微孔和介孔的硬碳材料。特殊的微观结构使得硬碳材料作为钠离子电池负极表现出优异的电化学性能：高比容量、高的库伦效率和良好的循环稳定性。本发明为制备钠离子负极材料提供了一种新的思路，并且制备方法简单，制备成本低，可重复性强，工业化难度小，有望应用到钠离子电池中实现大规模工业化生产。

主权项

1.一种用于钠离子电池负极的硬碳材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：采用生物质材料作为前驱体；先采用碱性溶液洗涤生物质材料，过滤、分离，得到碱性洗涤产物；然后酸性溶液洗涤所述碱性洗涤产物，过滤、分离，得到酸性洗涤产物；再经干燥处理以去除水分；步骤2：在惰性气氛下，对经步骤1处理得到干燥产物进行预碳化处理，预碳化完成后自然冷却至室温，得到预碳化产物；步骤3：在惰性气氛下，对经步骤2处理得到预碳化产物进行热解，热解反应完成后自然冷却至室温，得到热解产物；步骤4：采用酸性溶液洗涤经步骤3处理得到的热解产物，过滤收集滤出物并进行干燥，至此制得硬碳材料。