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一种生物基质硬炭钠离子电池负极材料及其制备方法 

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摘要:本发明公开了一种生物基质硬炭钠离子电池负极材料及其制备方法,该方法包括如下步骤:(1)预炭化:将椰壳粉碎过筛后进行低温炭化处理,制得第一预炭化粉料;(2)硫酸浸泡:将第一预炭化粉料再次粉碎过筛,再用硫酸浸泡后洗涤,干燥,制得第二预炭化粉料;(3)高温热处理及硫掺杂工艺:将第二预炭化粉料和单质硫粉放入真空管式炉中,在惰性气体氛围下进行高温炭化及硫掺杂,制得硫掺杂硬炭负极材料粗品。本发明选取了杂质含量少、自身强度高的椰壳作为负极前驱体,通过调控高温热处理温度和硫掺杂工艺调控生物质硬炭的孔隙结构、表面含氧官能团以及石墨微晶结构,可显著提高钠离子电池的可逆容量、首次库伦效率及循环性能等,延长使用寿命。

主权项:1.一种生物基质硬炭钠离子电池负极材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)预炭化:首先将原料椰壳进行粉碎过筛,然后将过筛后的椰壳原料放入炭化炉中进行低温炭化处理2~4h,待冷却至室温后取出,制得第一预炭化粉料;(2)硫酸浸泡:将步骤1制得的第一预炭化粉料再次粉碎后过筛,使用硫酸浸泡0.5~1h,用超纯水洗涤后,转移至真空干燥箱中烘干7~8h,制得第二预炭化粉料;(3)高温热处理及硫掺杂工艺:将步骤2制得的第二预炭化粉料和单质硫粉放入真空管式炉中,先采用真空泵抽取炉内空气,再向炉内持续通入惰性气体,防止空气进入炉内,使第二预炭化粉料始终处于惰性气体氛围下进行高温炭化及硫掺杂,高温热处理完成后,冷却至室温取出,制得硫掺杂硬炭负极材料粗品;(4)水洗、干燥:将步骤3制得的硫掺杂硬炭负极材料粗品用超纯水洗涤后转移至真空干燥箱中7~8h,干燥后过350~400目筛得到硫掺杂硬炭负极材料成品;(5)制备负极浆料:将步骤4制得的硫掺杂硬炭负极材料成品与导电剂、粘结剂按7~8:1~1.5:1~1.5比例称量混合,滴加溶剂N-甲基吡咯烷酮(NMP)进行混合调浆,制得钠离子电池负极浆料。

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