【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及鈉離子電池硬炭負極材料領域，特別涉及一種具有豐富閉孔結構的鈉離子電池硬炭負極材料的制備方法。
技術介紹
1、全球對傳統能源的大量需求導致一系列的環境和能源危機，探索具有可持續性和高性價比的儲能技術已迫在眉睫。鋰離子電池因其能量密度高、壽命長等優勢而應用廣泛，但由于鋰資源不足成本較高，并且鋰離子電池存在安全問題，因此鋰離子電池無法完全滿足大規模電化學儲能的需求。
2、鈉離子電池具有資源豐富、成本低、安全性高，與鋰離子電池工作原理相似等優點，被認為是鋰離子電池的有效替代品。目前，硬炭被認為是最具有商業化潛力的鈉離子電池負極材料。然而，其面臨著平臺容量小、首次庫侖效率低和生產成本高等桎梏。根據目前研究表明的儲鈉機理，鈉離子可以以準金屬鈉簇的形式填充在硬炭材料閉孔中來進行儲鈉，提供平臺區域的容量。因此如何合理的調節微觀結構，制備具有豐富閉孔結構的硬炭負極材料成為當前鈉離子電池領域研究的熱門方向。目前用以制備硬炭負極材料的閉孔結構的方法包括：一種為直接通過高溫處理具有多孔結構的生物質前驅體，使碳微晶受熱膨脹，導致孔隙收縮，孔容變小，得到了有豐富閉孔的硬炭：另外一種為通過模板法或者活化法先制備得到多孔炭，再經過高溫處理，開孔在高溫中收縮為閉孔；還有一種方法為炭包覆閉孔法，是指向現有的多孔炭中加入合適的包覆物質，將其表面的開孔堵上，從而形成大量閉孔以提高儲鈉容量的方法。專利cn118239487a中，以多孔硬炭為基體材料，采用化學氣相沉積方法，將碳沉積到比較大的微孔中，隨著沉積時間的增加，部分孔洞沉積完之后，會逐漸在
技術實現思路
1、本專利技術根據要解決的問題提供了一種具有豐富閉孔結構的鈉離子電池硬炭負極材料的制備方法。采用瀝青和多孔炭為原料，將瀝青填充在多孔炭開孔中，高溫炭化時構筑硬炭閉孔結構，有效的將開孔變為閉孔，從而提高多孔炭的平臺容量。該制備方法具有原料瀝青成本低廉、易獲取，碳產品收率高，制備工藝方法簡單，環境友好等特點，有利于大規模工業化生產。
2、一種具有豐富閉孔結構的鈉離子電池硬炭負極材料的制備步驟如下：
3、步驟(1)稱取若干質量的瀝青進行粉碎處理后，將瀝青加入溶劑中攪拌一段時間，使它充分溶解在溶劑中；
4、步驟(2)將多孔炭按一定比例加入步驟(1)制的懸濁液中，攪拌一段時間；
5、步驟(3)將步驟(2)制備得到的懸濁液進行去除溶劑、干燥處理后得到前驅體；
6、步驟(4)將步驟(3)中得到的前驅體在惰性氣氛下進行高溫炭化處理，炭化溫度為1000℃-1800℃，高溫處理后得到具有豐富閉孔結構的硬炭負極材料。
7、優選地：步驟(1)的瀝青為低溫煤瀝青、中溫煤瀝青、高溫煤瀝青、石油瀝青、中間相瀝青中的一種或幾種。
8、優選地：步驟(2)的多孔炭為比表面積800m2g-1-3500m2g-1、微孔含量大于40％的多孔炭中的一種或幾種，瀝青與多孔炭的質量比為1：(1-5)，攪拌時間為6h-48h。
9、優選地：步驟(4)惰性氣氛為氬氣，升溫速率為2-5℃/min。
10、本專利技術的有益效果
11、本專利技術提供的負極材料通過將瀝青填充在多孔炭開孔中，高溫炭化使其表面開孔變為閉孔，結構缺陷變少、碳層規整度提高，因此可以阻礙一部分不可逆的鈉吸附，抑制電解液的分解，減少副反應的發生，從而提高了首次庫倫效率和可逆容量，進而改善材料的儲鈉性能。該制備方法具有原料瀝青成本低廉、易獲取，碳產品收率高，制備工藝方法簡單，環境友好等特點，有利于大規模工業化生產。
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1.一種具有豐富閉孔結構的鈉離子電池硬炭負極材料的制備方法，其步驟如下：
2.根據權利要求1所述的制備方法，在步驟(1)的瀝青為低溫煤瀝青、中溫煤瀝青、高溫煤瀝青、石油瀝青、中間相瀝青中的一種或幾種。
3.根據權利要求1所述的制備方法，步驟(2)的多孔炭為炭為比表面積800m2g-1-3500m2g-1、微孔含量高于40％的多孔炭中的一種或幾種，瀝青與多孔炭的質量比為1：(1-5)，攪拌時間為6h-48h。
4.根據權利要求1所述的制備方法，步驟(4)惰性氣氛為氬氣，升溫速率為2-5℃/min。
5.瀝青改性活性炭其特征在于，所述瀝青改性活性炭中含有權利要求1～4任一權利要求所述的制備方法。
6.根據權利要求1-5任一所述制得的瀝青改性活性炭用于鈉離子電池負極材料。
【技術特征摘要】
1.一種具有豐富閉孔結構的鈉離子電池硬炭負極材料的制備方法，其步驟如下：
2.根據權利要求1所述的制備方法，在步驟(1)的瀝青為低溫煤瀝青、中溫煤瀝青、高溫煤瀝青、石油瀝青、中間相瀝青中的一種或幾種。
3.根據權利要求1所述的制備方法，步驟(2)的多孔炭為炭為比表面積800m2g-1-3500m2g-1、微孔含量高于40％的多孔炭中的一種或幾...
【專利技術屬性】
技術研發人員：宋懷河，吳亞雯，邱闖，王鑫怡，
申請(專利權)人：北京化工大學，
類型：發明
國別省市：
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