[发明专利]一种钠离子电池用生物质硬炭负极材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种钠离子电池用生物质硬炭负极材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、以木材、竹材或油茶果壳中的一种或多种为生物质原材料，将生物质原材料浸入硫酸溶液中，在室温下搅拌，除去生物质原材料中的灰分并引入了氧原子对生物质原材料中易于被氧化的官能团进行氧化改性，得到悬浮液；所述的硫酸溶液摩尔浓度为3～6mol/L；

S2、将步骤S1所得悬浮液在水中分散、过滤干燥得到前驱体；

S3、将步骤S2所得前驱体在惰性气体保护下升温至400～600℃进行预炭化处理，冷却后球磨，得到预炭粉；

S4、将步骤S3所得预炭粉在惰性气体保护下升温至1100～1600℃进行高温炭化处理，冷却，得到钠离子电池用生物质硬炭负极材料。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中，所述生物质原材料的质量与硫酸溶液的体积比为10～60g：60mL。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中，所述搅拌的时间为3～6h。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤S2中，所述分散为超声分散，所述超声分散的时间为30min～1h。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤S3中，所述升温的速率为6～10℃/min；所述预炭化处理的温度为500～550℃；所述预炭化处理的保温时间为2h～3h。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤S4中，所述球磨转速为300～700转/分钟，所述球磨的时间为0.5～2h。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤S4中，所述升温的速率为3～10℃/min，所述高温炭化处理的保温时间为2h～5h。

8.一种钠离子电池用生物质硬炭负极材料，其特征在于：所述钠离子电池用生物质硬炭负极材料根据权利要求1至7中任一项所述制备方法制备得到，所述钠离子电池用生物质硬炭负极材料为无定形碳，晶面层间距d₀₀₂值为0.36～0.4nm，微晶尺寸La为1～5nm，Lc为1～5nm，I_D/I_G为1～3，比表面积为1～10m²/g，孔体积为0～0.1cm³/g，不包括0。

9.一种钠离子电池负极电极片的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

将生物质硬炭负极材料与导电炭黑、粘接剂混合，搅拌均匀得电极浆液；所述生物质硬炭负极材料为根据权利要求1至7中任一项所述制备方法制备得到的钠离子电池用生物质硬炭负极材料；

将所述电极浆液涂抹在集流体上，烘干后冲压得到钠离子电池负极电极片。

10.一种钠离子电池，包括负极、正极、隔膜和电解液，其特征在于：所述负极为根据权利要求9制备方法制备得到的钠离子电池负极电极片。