本发明涉及钠离子电池，尤其涉及一种新型沥青补钠造孔改良硬碳材料及其制备方法和应用。
背景技术：
1、硬碳是钠电池最具潜力的负极材料，但其可逆容量仍低于石墨，且首次库伦效率（ice）普遍低于85%。传统沥青基硬碳在高温碳化过程中易石墨化，形成有序碳层结构，阻碍钠离子传输。例如，直接热解沥青制备的硬碳层间距仅0.37-0.42nm，钠离子脱嵌速率受限，倍率性能较差。
2、专利cn118352475a公开了一种石油沥青基钠离子电池硬碳负极及其制备方法和应用，其中硬碳负极包括硬碳负极活性物质；硬碳负极活性物质的制备原
3、料包括质量比的沥青质、交联剂、造孔剂和补钠剂；交联剂为硫粉；造孔剂为邻苯二甲酸；补钠剂为磷酸二氢钠。通过采用上述原料制备负极活性物质，使得到的负极应用在钠离子电池中，获得较高首次循环库伦效率、首次放电比容量、循环放电容量和循环效率，但依旧存在补钠效率有限、孔结构不均匀、倍率性能不足、制备能耗较高等缺点。
4、传统高温烧结制备电极材料存在明显局限性，难以适配当前电极材料高性能、低能耗的发展需求。该方法常需在1000℃以上高温环境下进行，不仅消耗大量能源，烧结时间长，导致制备成本居高不下，还易引发材料颗粒过度生长、粒径分布不均，直接降低电极比表面积与离子传输效率。同时，高温条件会限制元素掺杂类型与掺杂量，难以精准调控材料晶体结构与电子态，制约电极材料电化学性能提升；且长时间高温烧结易造成材料与基体间界面反应过度，生成不稳定副产物，影响电极循环稳定性与使用寿命。
技术实现思路
1、为解决以上技术问题，本发明提供一种新型沥青补钠造孔改良硬碳材料及其制备方法和应用。新型沥青补钠造孔改良硬碳材料的制备方法具体为：
2、其制备原料包括质量比为（15-30）：1的沥青基硬炭前驱体和补钠造孔剂。
3、进一步地，所述沥青基硬炭前驱体的制备方法为：取质量比为（3-5）:（42-70）:（1-3）的石油渣沥青、浓硝酸和nacl混合，在室温下磁力搅拌1.5h，经稀释、抽滤、洗涤、干燥后，于70℃干燥3h，得到沥青基硬炭前驱体。
4、进一步地，所述干燥的条件为放入鼓风干燥箱中50-90℃干燥2-4h。
5、进一步地，所述补钠造孔剂为叠氮化钠。
6、进一步地，其制备方法具体为：
7、s1：将沥青基硬炭前驱体与叠氮化钠按比例混合，加入蒸馏水搅拌10-14h形成悬浮液；
8、s2：随后在氦气氛围下进行微等离子体处理；
9、s3：所得悬浮液经离心、洗涤、干燥，得到新型沥青补钠造孔改良硬碳材料。
10、进一步地，步骤s2中微等离子体处理具体为：
11、（1）将装有悬浮液的烧杯固定于惰性n2橱内的磁力搅拌器上，将中空不锈钢毛细管通过固定架垂直安装，调节其高度，使其尖端距液面约1mm为阴极；将导电碳棒通过另一个固定架垂直插入溶液中，与阴极间距调节为约2cm为阳极；
12、（2）将阴极连接电源的负极，阳极连接电源的正极，将氦气气路通过流量计与阴极中空毛细管连接，打开磁力搅拌器，开始搅拌；打开氦气钢瓶总阀，通过流量计调节气流至25sccm，等待30秒到1分钟，开启高压电源；
13、（3）先将电流限值设置为5ma，然后以100v/min的速率升高电压。当电压升至约2kv时，观察毛细管尖端，应产生稳定的蓝色圆锥形等离子体炬后，将电源模式切换为5ma的恒流模式，处理10分钟后先将高压电源以150v/min的速率缓慢降电压至零后关闭，关闭氦气，停止搅拌。
14、进一步地，步骤s3中的干燥条件为100-140℃真空干燥10-14h。
15、本发明进一步保护，所述制备方法得到的新型沥青补钠造孔改良硬碳材料。
16、本发明进一步保护，新型沥青补钠造孔改良硬碳材料应用在钠离子电池的负极上。
17、有益效果
18、通过特定的改良工艺，微等离子体处理技术在于高效性、低能耗与精准可控，环境友好，无二次污染，能在温和条件下实现对硬碳材料表面的精细改性。叠氮化钠在微等离子体处理下分解成的氮气促使沥青形成多孔结构，活性位点增加，高温分解产生的na元素成功掺杂在沥青硬碳中对沥青硬碳进行前期人工补钠。对沥青硬碳进行前期人工造孔的方法，可增加其孔隙结构，有效提升其比表面积，同时增加离子传导通道，提升电子传导效率。微等离子体处理同时规避长时间高温烧结造成材料与基体间界面反应过度生成不稳定副产物而影响电极循环稳定性与使用寿命。通过以上两种方法，可有效解决当前硬碳负极存在的首次库伦效率低，离子传输慢等问题。
1.一种新型沥青补钠造孔改良硬碳材料的制备方法，其特征在于，其制备原料包括质量比为（15-30）：1的沥青基硬炭前驱体和补钠造孔剂。
2.根据权利要求1所述的新型沥青补钠造孔改良硬碳材料的制备方法，其特征在于，所述沥青基硬炭前驱体的制备方法为：取质量比为（3-5）:（42-70）:（1-3）的石油渣沥青、浓硝酸和nacl混合，在室温下磁力搅拌1.5h，经稀释、抽滤、洗涤、干燥后，于70℃干燥3h，得到沥青基硬炭前驱体。
3.根据权利要求2所述的新型沥青补钠造孔改良硬碳材料的制备方法，其特征在于，所述干燥的条件为放入鼓风干燥箱中50-90℃干燥2-4h。
4.根据权利要求1所述的新型沥青补钠造孔改良硬碳材料的制备方法，其特征在于，所述补钠造孔剂为叠氮化钠。
5.根据权利要求1所述的新型沥青补钠造孔改良硬碳材料的制备方法，其特征在于，其制备方法具体为：
6.根据权利要求5所述的新型沥青补钠造孔改良硬碳材料的制备方法，其特征在于，步骤s2中微等离子体处理具体为：
7.根据权利要求5所述的新型沥青补钠造孔改良硬碳材料的制备方法，其特征在于，步骤s3中的干燥条件为100-140℃真空干燥10-14h。
8.一种根据权利要求1-7任一一项所述制备方法得到的新型沥青补钠造孔改良硬碳材料。
9.根据权利要求8所述的新型沥青补钠造孔改良硬碳材料的应用，其特征在于，新型沥青补钠造孔改良硬碳材料应用在钠离子电池的负极上。