[发明专利]钠离子电池用高容量生物质硬炭负极材料的制备方法

说明书

本发明提供钠离子电池用高容量生物质硬炭负极材料的制备方法，涉及硬炭负极材料制备技术领域。该钠离子电池用高容量生物质硬炭负极材料的制备方法，包括以下具体步骤：S1、首先将选取的生物质材料放入清洗箱内进行清洗，并且将生物质材料中的杂质清洗干净，清洗完成后，将生物质材料放入烘干箱内进行干燥处理；S2、将烘干后的生物质材料进行粉碎处理，得到前驱粉体；S3、将前驱粉体、硅粉和降阻剂加入搅拌器中，然后往搅拌器脱水剂；S4、将混合料放入150‑300摄氏度的环境内进行脱水固化。本发明，通过在硬炭材料中添加降阻剂，有利于降低硬炭负极材料的电阻，使负极电子移动得更加流畅，从而减少极化现象。

技术领域

本发明涉及硬炭负极材料制备技术领域，具体为钠离子电池用高容量生物质硬炭负极材料的制备方法。

背景技术

随着社会的发展和全球能源需求的不断提高，化石能源消费所带来的资源匮乏和引起的环境问题日益突出。显然，从社会的可持续发展角度看，大力开发和利用可再生能源，逐步摆脱人类对化石能源的依赖显得尤为必要。然而，可再生能源的利用需要开发配套的储能设施来保证用电的连续性和稳定性。

现有的钠离子电池使用最为广泛，由于钠离子电池主要以硬碳作为负极材料，使电池本身具有较高的容量高，倍率性能好，但是仍然存在一定的缺陷，以硬碳作为负极材料的钠离子电池的电压极化非常严重，电压极化会抬高电池端电压，造成电池充不满电，延长充电时间，严重极化还会引起电池严重发热和负极表面结晶等，影响电池安全和使用寿命。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了钠离子电池用高容量生物质硬炭负极材料的制备方法，解决了现有技术中以硬碳作为负极材料的钠离子电池电压极化非常严重的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：钠离子电池用高容量生物质硬炭负极材料的制备方法，包括以下具体步骤：

S1、首先将选取的生物质材料放入清洗箱内进行清洗，并且将生物质材料中的杂质清洗干净，清洗完成后，将生物质材料放入烘干箱内进行干燥处理；

S2、将烘干后的生物质材料进行粉碎处理，得到前驱粉体；

S3、将前驱粉体、硅粉和降阻剂加入搅拌器中，然后往搅拌器脱水剂，最后启动搅拌器搅拌均匀得到混合料；

S4、将混合料放入150-300摄氏度的环境内进行脱水固化；

S5、将脱水固化后的生物质前驱体放入600-900摄氏度的环境内进行预碳化处理，预碳化处理完成后等待自然冷却，冷却后将固化生物质前驱体进行粉碎处理；

S6、将S5中粉碎前驱体放入1000-1300摄氏度的环境下进行碳化处理，碳化处理结束后等待自然冷却即可得到硬炭负极材料的粉体；

S7、将S6中得到的硬炭负极材料粉体加入搅拌器中，然后往搅拌器中添加水，并搅拌均匀；

S8、将S7中的混料倒入模具中，之后将磨具放入80-100摄氏度的环境内进行凝固处理。

优选的，所述S1中生物质材料为油茶果壳、花生壳、稻壳、椰子壳中的一种或多种，所述S1中清洗时间为3-4分钟，所述S1中烘干箱的温度为60-100摄氏度，烘干时间为20-30分钟。

优选的，所述S2与S5中生物质前驱体粉碎后的粉体粒径为1-60微米。

优选的，所述降阻剂主要由石墨、吸水树脂、锌粉和氯化钠组成，所述脱水剂为双氧水。

优选的，所述S5中的预碳化处理与S6中的碳化处理均在惰性气体的保护下进行。