【技术实现步骤摘要】
本申请属于电池材料，具体涉及一种负极材料及制备方法、钠离子电池。
技术介绍
1、由于目前金属锂价持续上涨，能源市场扩充产能，锂离子电池的成本持续走高。钠离子电池凭借着丰富原材料来源，较高的能量密度，低廉的成本，越来越受到人们的关注。钠离子电池正极主要是层级氧化物类，聚阴离子型化合物以及普鲁士蓝类。而负极主要是以无定形碳材料为主。硬碳具有容量高，循环稳定性良好，嵌钠电位低容易制备成为了目前钠离子电池市场的主流硬碳负极。
2、对于硬碳目前的储钠机理，主流的观点是由高电位下的钠离子在表面缺陷和官能团上的吸附，以及低电位下钠离子在d002层间距中的插层以及微孔中的填充构成。高电位是指大于0.1v的区间，放电曲线是一条倾斜的曲线，该区域主要是吸附在硬碳表面的缺陷和官能团上，具有较高的动力学性能，但同时过多的缺陷也会带来不可逆钠离子的吸附，导致负极可逆容量降低。低电位是指小于0.1v的区间，放电曲线为一条平台曲线，该电位下的储钠机理主要是以内部微孔的填充为主，表现为较高的可逆性但同时动力学性能较差。在电压极化比较大时，容易发生钠金属沉积而造成析钠，影响电池的循环性和安全性。
3、因此，如何改善硬碳材料的结构，提高硬碳材料的储钠能力，同时提升钠离子电池的电性能，是目前需要解决的问题。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种负极材料及制备方法、钠离子电池，旨在改善硬碳材料内部与表面的结构特性，提升硬碳材料的能量密度和功率特性，使钠离子电池的能够具有理想的电性能。
3、在一些实施例中，所述多孔硬碳材料的d002层间距为0.37～0.40nm。
4、在一些实施例中，所述负极材料的中值粒径d50为10～30μm。
5、在一些实施例中，所述负极材料的比表面积为3～50m2/g。
6、另一方面，本申请实施例还提供一种负极材料的制备方法，用于制备上述任意实施例中的负极材料，包括如下步骤：
7、将造孔剂与酚类化合物、醛类化合物、碱液混合，进行溶剂热反应，得到硬碳前驱体；
8、对所述硬碳前驱体进行烧结，得到多孔硬碳材料；
9、向所述多孔硬碳材料通入碳源气体，在所述多孔硬碳材料表面进行气相沉积，得到所述负极材料。
10、在一些实施例中，所述造孔剂包括白云石、碳酸镁和氢氧化镁中的一种或几种。
11、在一些实施例中，所述酚类化合物包括间2-苯酚，2,4-二氨基苯酚或3-氨基苯酚中的一种或几种。
12、在一些实施例中，所述醛类化合物包括甲醛、乙醛、丁醛、戊醛、己醛或糠醛中的一种或几种。
13、在一些实施例中，所述碳源气体包括甲烷、乙烷、丙烷、乙烯、丙烯、丁二烯或乙炔中的一种或几种。
14、在一些实施例中，所述造孔剂与酚类化合物、醛类化合物的质量比为1：(1～6)：(1～6)。
15、在一些实施例中，所述碳源气体的流量为5～10ml/min。
16、在一些实施例中，所述溶剂热反应的温度为50～100℃。
17、在一些实施例中，所述溶剂热反应的时间为1～6h。
18、在一些实施例中，所述烧结的温度为1000～1500℃，升温速率为1～10℃/min。
19、在一些实施例中，所述烧结的时间为2～4h。
20、在一些实施例中，所述气相沉积的温度为700～1200℃，升温速率为1～10℃/min。
21、在一些实施例中，所述气相沉积的时间为1～15h。
22、本申请实施例还提供一种钠离子电池，包括负极极片，所述负极极片包括如上述任意实施例中的负极材料。
23、有益效果：与现有技术相比，本申请提供一种负极材料，包括内核与包覆于内核表面的外壳，内核包括多孔硬碳材料，外壳包括碳。多孔硬碳材料中的纳米孔洞能够为储钠提供更多储钠位点，同时，外壳的碳层包覆能够减少多孔硬碳材料表面缺陷，进一步改善钠电硬碳的储钠行为，提高首效和克容量发挥。
24、本申请提供的负极材料的制备方法包括将造孔剂与酚类化合物、醛类化合物、碱液混合，进行溶剂热反应，得到硬碳前驱体；对硬碳前驱体进行烧结，得到多孔硬碳材料；向多孔硬碳材料通入碳源气体，在多孔硬碳材料表面进行气相沉积，得到负极材料。通过添加造孔剂参与酚醛反应，能够形成多孔隙、高碳层间距的硬碳，再使用cvd法在升温过程中进行包覆，通过调控碳层包覆的量自由调控硬碳表面开孔的直径并减少表面缺陷，降低核心材料的比表面积，提高电池的首效和容量，制备工艺简单，成本低，适合大批量工业化生产和应用。
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1.一种负极材料，其特征在于，包括内核与包覆于所述内核表面的外壳，所述内核包括多孔硬碳材料，所述外壳包括碳。
2.根据权利要求1所述的一种负极材料，其特征在于，所述多孔硬碳材料的d002层间距为0.37～0.40nm；和/或，
3.根据权利要求1所述的一种负极材料，其特征在于，所述负极材料的比表面积为3～50m2/g。
4.一种如权利要求1～3中任意一项所述的负极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
5.根据权利要求4所述的一种负极材料的制备方法，其特征在于，
6.根据权利要求4所述的一种负极材料的制备方法，其特征在于，
7.根据权利要求4所述的一种负极材料的制备方法，其特征在于，所述溶剂热反应的温度为50～100℃；和/或
8.根据权利要求4所述的一种负极材料的制备方法，其特征在于，所述烧结的温度为1000～1500℃，升温速率为1～10℃/min；和/或，
9.根据权利要求4所述的一种负极材料的制备方法，其特征在于，所述气相沉积的温度为700～1200℃，升温速率为1～10℃
10.一种钠离子电池，包括负极极片，其特征在于，所述负极极片包括如权利要求1～3任一项所述的负极材料或包括如权利要求4～9中任一项的制备方法制得的负极材料。
...【技术特征摘要】
1.一种负极材料，其特征在于，包括内核与包覆于所述内核表面的外壳，所述内核包括多孔硬碳材料，所述外壳包括碳。
2.根据权利要求1所述的一种负极材料，其特征在于，所述多孔硬碳材料的d002层间距为0.37～0.40nm；和/或，
3.根据权利要求1所述的一种负极材料，其特征在于，所述负极材料的比表面积为3～50m2/g。
4.一种如权利要求1～3中任意一项所述的负极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
5.根据权利要求4所述的一种负极材料的制备方法，其特征在于，
6.根据权利要求4所述的一种负极材料的制备方法，其特征在于，...
【专利技术属性】
技术研发人员：关超，秦炳胜，马晓晴，庞晓晓，江卫军，
申请(专利权)人：蜂巢能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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