一种富含长程石墨畴的硬碳负极材料及其制备方法

文档序号:36705327发布日期:2024-01-16 11:40阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种富含长程石墨畴的硬碳负极材料及其制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:所述椰壳粉体的粒径为1-10μm。

3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:所述步骤3中椰壳置于管式炉中氩气气氛下的预碳化温度为350-750℃。

4.根据权利要求3所述的预碳化处理,其特征在于:预碳化升温速率为5-10℃/min,预碳化时间2-5h。

5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:所述步骤4碳化料与活化/催化剂的质量百分比为25%-100%,其中,na2co3和k2co3按生成熔融共晶盐摩尔比0.55:0.45。

6.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:所述步骤5反应时间为2-5h,升温速率为5℃/min。

7.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:所述步骤6盐酸溶液的浓度为0.5-2mol/l。

8.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:所述步骤6得到的活性碳中间体置于高温炉中氩气气氛下,进行高温晶型转化的温度为1100-1600℃,保温时间为3-5h,升温速率为5-10℃/min。

9.长程石墨畴硬碳负极材料,所述材料采用权利要求1~8任一所述的所述制备方法获得;其特征为:该硬碳负极材料的长程石墨畴微晶结构使其具有良好的导电性,丰富的闭孔提供良好的平台容量,能有效脱/嵌钠离子,实现优异储钠性能。


技术总结
本发明提供了一种富含长程石墨畴的硬碳负极材料及其制备方法,目的在于调控硬碳中长程石墨畴微晶结构的生长,实现高性能的钠离子存储。本发明通过混合盐活化/催化实现长程石墨畴硬碳负极材料的制备,所述制备方法主要包括以下步骤:以生物质椰壳为原料,采用低成本、弱腐蚀性混合盐(Na2CO3和K2CO3)作为活化/催化剂,通过熔盐活化/催化改性破坏C‑sp2/sp3键、切断碳链、引入缺陷、活化碳原子,得到活性碳中间体。然后在高温处理,控制晶型转化制备出大层间距的长程石墨畴和丰富闭孔结构的硬碳负极材料。实现层间距、长程石墨畴长度和闭孔的合理搭配,从而使钠离子有效进入,获得优异的储钠性能。

技术研发人员:霍开富,张永辉,宁鸿宇,高标,付继江
受保护的技术使用者:武汉科技大学
技术研发日:
技术公布日:2024/1/15
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