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申请/专利权人：国科炭美新材料(湖州)有限公司
摘要：本发明提供一种竹基硬炭负极材料及其制备方法和碱金属电池，属于电池材料技术领域。所述制备方法包括以下步骤：将竹粉原料和碱液混合，并进行化学预处理，得到软化竹粉；将所述软化竹粉和交联剂混合，进行一次炭化，得到交联竹粉；将所述交联竹粉和苯系有机物混合，进行二次炭化，得到所述竹基硬炭负极材料。本发明提供的制备方法工艺简单，容易控制，不仅实现对竹粉均质化交联改性修饰，解决了竹粉热稳定性差、结构熔融发泡等问题，提高了炭收率；而且交联反应中杂原子的引入和苯系有机物的浸渍交联，显著提升了竹基硬炭高平台的电化学性能。基于此方法制备的竹基硬炭负极材料有望同时实现大容量和快速存储，获得高首次库伦效率和优异倍率性能。
主权项：1.一种竹基硬炭负极材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：（1）将竹粉原料浸渍在浓度为10-30wt%的碱液中，浸渍时间为0.5-2h，然后在100-200℃下进行化学预处理，得到软化竹粉；（2）将所述软化竹粉和交联剂按照质量比10:0.5-8在球磨机中球磨0.5-2h，然后将得到的球磨料置于保护气氛中进行一次炭化，随后冷却至室温，并依次用酸液、有机溶剂和水进行洗涤，过滤和干燥后，得到交联竹粉；其中，一次炭化的温度为300-700℃，一次炭化的时间为0.5-3h；所述交联剂包括磷酸氢二铵、磷酸、硼酸或植酸中的任意一种或至少两种的组合；（3）将苯系有机物溶解在溶剂中，得到浓度为1-200mgmL的含苯系有机物的溶液，然后在搅拌条件下，将所述交联竹粉浸渍在所述含苯系有机物的溶液中，浸渍时间为0.5-3h，经过滤和干燥后，得到交联竹粉包覆苯系有机物中间体；其中，搅拌的转速为200-1000rpm；（4）在惰性气氛中，对所述交联竹粉包覆苯系有机物中间体进行二次炭化，随后冷却至室温，并依次用酸液、有机溶剂和水进行洗涤，干燥和粉碎后，得到所述竹基硬炭负极材料；其中，二次炭化的温度为1000-1600℃，二次炭化的保温时间为0.5-5h，二次炭化的升温速率为1-3℃min。
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权利要求：
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