【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及電池領域，具體涉及一種葡萄糖酸鹽衍生的硬碳負極材料及其制備方法和負極及鋰離子電池。
技術介紹
1、隨著全球經濟的快速發展，讓人們逐漸認識到化石燃料日益枯竭及其對環境帶來的危害，開發綠色、無污染的可再生能源是解決能源環境問題的有效途徑。近年來，鋰離子電池由于具有高容量、循環壽命長等優點而在便攜式電子設備、電動汽車等領域得到廣泛應用。鋰離子電池發展至今，已研究出多種正極材料體系，在鋰離子電池誕生與發展的歷史進程中，碳負極材料在提升電池儲能性能、改善安全、降低成本等方面發揮了重大作用，并引發了全球學術與產業機構的研發熱潮。目前，商用鋰離子電池負極以石墨類材料為主，根據石墨層間lic6的儲鋰機制，其理論比容量僅為372?mah/g，提升空間十分有限，且石墨層間的鋰擴散也制約了其倍率性能。由此可見，隨著下游應用對電池能量和功率性能的需求不斷提升，純石墨類負極材料已顯得捉襟見肘。硬碳作為一種新型負極材料，擁有和石墨類似的鋰電位和更高的比容量。更重要的是，硬碳是由類石墨的微晶結構和開口的角狀微晶組成，這種獨特的微晶結構不僅可以提供更多的儲鋰位點，而且有利于鋰離子在石墨層間脫嵌。因此，硬碳作為新一代鋰離子電池負極材料，發展前景十分廣闊。
2、近年來，硬碳負極材料的研究已取得重大進展，但許多挑戰/瓶頸仍然存在：1）大多數硬碳材料的儲鋰容量仍較低；2）倍率性能和循環性能有待提升。
技術實現思路
1、本專利技術的目的是為了克服現有的技術存在的以上問題，提供一種葡萄糖酸鹽衍生的硬
2、為了實現上述目的，本專利技術第一方面提供一種硬碳負極材料的制備方法，其中，將葡萄糖酸鹽在惰性氣體氛圍下進行第一熱處理后，再用酸性溶液進行浸泡去除金屬元素得到中間體，將所述中間體在惰性氣體氛圍下進行第二熱處理，獲得硬碳負極材料；
3、其中，所述第一熱處理的過程包括：依次進行的第一步熱處理和第二步熱處理，其中，所述第一步熱處理的溫度為400-600℃，時間為1-2h，所述第二步熱處理的溫度高于所述第一步熱處理的溫度；
4、所述第二熱處理的過程包括：依次進行的第三步熱處理和第四步熱處理，其中，所述第三步熱處理的溫度高于所述第二步熱處理的溫度，且低于所述第四步熱處理的溫度，所述第四步熱處理的溫度為1300-1500℃，時間為50-150min。
5、本專利技術第二方面提供一種硬碳負極材料，其中，根據本專利技術第一方面所述的制備方法制得。
6、本專利技術第三方面提供一種負極，其中，包括本專利技術第一方面所述的制備方法制得的硬碳負極材料或本專利技術第二方面所述的硬碳負極材料。
7、本專利技術第四方面提供一種鋰離子電池，其中，包括本專利技術第三方面所述的負極。
8、本專利技術通過分階段進行碳化，并在兩次碳化期間通過酸洗去除了材料中的金屬元素，使得材料中被引入豐富的孔隙結構，增加儲鋰位點，引入的孔隙在第二次碳化時其中一部分形成了閉孔結構，有利于改善采用的電化學性能。
9、本專利技術所制備的硬碳材料相較于商用石墨，在醚基電解液中發揮出了更高的儲鋰容量。此外，本專利技術僅包括碳化和洗滌兩個步驟，工藝簡單安全，成本低。
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1.一種硬碳負極材料的制備方法，其特征在于，將葡萄糖酸鹽在惰性氣體氛圍下進行第一熱處理后，再用酸性溶液進行浸泡去除金屬元素得到中間體，將所述中間體在惰性氣體氛圍下進行第二熱處理，獲得硬碳負極材料；
2.根據權利要求1所述的制備方法，其中，所述第二步熱處理的溫度與所述第一步熱處理的溫度之差不小于200℃；
3.根據權利要求1或2的制備方法，其中，所述第二步熱的溫度為800-1000℃，時間為1-2h；
4.根據權利要求1-3中任意一項所述的制備方法，其中，所述第一步熱處理的升溫速率為5-15℃/min；
5.根據權利要求1-4中任意一項所述的制備方法，其中，所述第二熱處理的升溫速率為5-15℃/min；
6.根據權利要求1-5中任意一項所述的制備方法，其中，所述酸性溶液的濃度為0.5-1.5mol/L；
7.根據權利要求1-6中任意一項所述的制備方法，其中，所述制備方法還包括：在進行所述浸泡的同時進行超聲處理，所述浸泡的時間為0.5-2h；
8.一種硬碳負極材料，其特征在于，根據權利要求1-7中任意
9.一種負極，其特征在于，包括權利要求1-7中任意一項所述的制備方法制得的硬碳負極材料或權利要求8所述的硬碳負極材料。
10.一種鋰離子電池，其特征在于，包括權利要求9所述的負極。
...【技術特征摘要】
1.一種硬碳負極材料的制備方法，其特征在于，將葡萄糖酸鹽在惰性氣體氛圍下進行第一熱處理后，再用酸性溶液進行浸泡去除金屬元素得到中間體，將所述中間體在惰性氣體氛圍下進行第二熱處理，獲得硬碳負極材料；
2.根據權利要求1所述的制備方法，其中，所述第二步熱處理的溫度與所述第一步熱處理的溫度之差不小于200℃；
3.根據權利要求1或2的制備方法，其中，所述第二步熱的溫度為800-1000℃，時間為1-2h；
4.根據權利要求1-3中任意一項所述的制備方法，其中，所述第一步熱處理的升溫速率為5-15℃/min；
5.根據權利要求1-4中任意一項所述的制備方法，其中，所...
【專利技術屬性】
技術研發人員：李寧，張心語，姚瑩，劉興興，何繼壯，馬思遠，董宇，
申請(專利權)人：北京理工大學重慶創新中心，
類型：發明
國別省市：
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