【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及二次电池材料，具体的，涉及一种钠离子电池用沥青基硬碳复合材料及其制备方法。
技术介绍
1、硬碳材料作为钠离子电池的主要负极材料，按照原料的来源划分，可分为沥青基硬碳、生物质硬碳、煤基硬碳及树脂硬碳。其中，沥青基硬碳材料因材料来源广泛、成本低廉及动力学性能好等优点成为硬碳的主要材料之一。但沥青基硬碳材料的首次放电比容量偏低、首次效率偏低，这导致其应用于钠离子电池时会降低能量密度。此外，通过碳化烧结沥青制备出的硬碳，除首次放电比容量和首次效率偏低外，倍率性能也偏差。其原因为钠离子充电过程中硬碳的层间距小、空洞多造成钠离子的嵌脱阻力较大，从而降低倍率性能。
2、掺杂、包覆和改性是改善材料界面阻抗及扩散系数的主要措施。专利申请号为cn202311045172.6的专利技术专利公开了杂原子掺杂煤基硬碳复合材料及其制备方法，通过多孔煤基材料在杂原子气体气氛中进行气体沉积，之后与淀粉材料、交联剂混合均匀，喷雾干燥，烧结，并通过银氨反应掺杂银制备出硬碳复合材料。所得材料虽然通过掺杂银提升了硬碳复合材料的电子电导率，改善了倍率性能，但是离子导电性并未改善，其倍率性能提升幅度不大，首次效率也并未得到改善。
技术实现思路
1、本专利技术提出一种钠离子电池用沥青基硬碳复合材料及其制备方法，解决了相关技术中硬碳复合材料首次放电比容量和首次效率低、倍率性能和循环性能差的问题。
2、本专利技术的技术方案如下：
3、本专利技术提出一种钠离子电池用沥青基硬碳复合材料
4、s1、将沥青和过氧化物混合均匀，通入氧化性气体，固化交联，得到前驱体材料；
5、s2、将所述前驱体材料、造孔剂、补钠剂、导电碳和催化剂混合均匀，在碳氢化合物气氛下，碳化，粉碎，得到硬碳复合材料。
6、作为进一步的技术方案，步骤s1中，所述沥青和过氧化物的质量比为100:5~20。
7、作为进一步的技术方案，步骤s1中，所述过氧化物为过氧化苯甲酰、过氧乙酸、过氧化苯乙烯、叔丁基乙酸酯、二苯甲酰、过氧化二异丙苯中的一种。
8、作为进一步的技术方案，步骤s1中，所述沥青为石油沥青、煤沥青、中间相沥青的一种。
9、作为进一步的技术方案，步骤s1中，所述氧化性气体为氧气、臭氧、一氧化氮、二氧化硫中的一种。
10、作为进一步的技术方案，步骤s1中，所述通入氧化性气体时，气体流量为100~1000ml/min。
11、作为进一步的技术方案，步骤s1中，所述固化交联时，温度为300~500℃，时间为1~6h。
12、作为进一步的技术方案，步骤s2中，所述前驱体材料和造孔剂、补钠剂、导电碳、催化剂的质量比为100:10~30:1~10:1~5:0.5~2。
13、作为进一步的技术方案，所述造孔剂为聚苯乙烯、聚乙二醇、聚氯乙烯、聚甲醛、聚乙醇酸中的一种。
14、作为进一步的技术方案，所述补钠剂为na5feo4、na2nio2、na3vo4、na6coo4中的一种。
15、作为进一步的技术方案，所述导电碳为碳纳米管、石墨烯、炭黑、碳纤维、空心碳球中的一种。
16、作为进一步的技术方案，所述催化剂为纳米铁、纳米钴、纳米镍、氯化铁、氯化钴、氯化镍中的一种。
17、作为进一步的技术方案，步骤s2中，所述碳氢化合物为甲烷、乙炔、乙烯中的一种。
18、作为进一步的技术方案，步骤s2中，所述碳化时，温度为1000~1500℃，时间为1~6h。
19、本专利技术还提出一种钠离子电池用沥青基硬碳复合材料，由所述的制备方法制备得到。
20、本专利技术的工作原理及有益效果为：
21、1、本专利技术中，通过过氧化物对沥青进行氧化造孔，提升了硬碳复合材料的储钠性能、首次放电比容量和首次效率，改善了倍率性能和循环性能。通过在前驱体材料中掺杂补钠剂和导电碳，提升了硬碳复合材料的离子和电子导电率，改善了倍率性能和循环性能，提高了首次放电比容量和首次效率。此外，通过在前驱体材料中掺杂造孔剂，碳化造孔，提升了硬碳复合材料的储钠性能，从而提升了硬碳复合材料的首次放电比容量和首次效率，改善了倍率性能和循环性能。
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1.一种钠离子电池用沥青基硬碳复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种钠离子电池用沥青基硬碳复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述沥青和过氧化物的质量比为100:5~20。
3.根据权利要求1所述的一种钠离子电池用沥青基硬碳复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述过氧化物为过氧化苯甲酰、过氧乙酸、过氧化苯乙烯、叔丁基乙酸酯、二苯甲酰、过氧化二异丙苯中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种钠离子电池用沥青基硬碳复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述氧化性气体为氧气、臭氧、一氧化氮、二氧化硫中的一种。
5.根据权利要求1所述的一种钠离子电池用沥青基硬碳复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述通入氧化性气体时，气体流量为100~1000mL/min。
6.根据权利要求1所述的一种钠离子电池用沥青基硬碳复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述固化交联时，温度为300~500℃，时间为1~6h。
7.根据权利要求1所述的一种钠离子电池用沥青
8.根据权利要求1所述的一种钠离子电池用沥青基硬碳复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述碳氢化合物为甲烷、乙炔、乙烯中的一种。
9.根据权利要求1所述的一种钠离子电池用沥青基硬碳复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述碳化时，温度为1000~1500℃，时间为1~6h。
10.一种钠离子电池用沥青基硬碳复合材料，其特征在于，由权利要求1~9任意一项所述的制备方法制备得到。
...【技术特征摘要】
1.一种钠离子电池用沥青基硬碳复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种钠离子电池用沥青基硬碳复合材料的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述沥青和过氧化物的质量比为100:5~20。
3.根据权利要求1所述的一种钠离子电池用沥青基硬碳复合材料的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述过氧化物为过氧化苯甲酰、过氧乙酸、过氧化苯乙烯、叔丁基乙酸酯、二苯甲酰、过氧化二异丙苯中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种钠离子电池用沥青基硬碳复合材料的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述氧化性气体为氧气、臭氧、一氧化氮、二氧化硫中的一种。
5.根据权利要求1所述的一种钠离子电池用沥青基硬碳复合材料的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述通入氧化性气体时，气体流量为100~1000ml/min。
6....
【专利技术属性】
技术研发人员：宋志涛，陈经玲，边辉，宋凡，宋书乔，
申请(专利权)人：云南坤天新能源有限公司，
类型：发明
国别省市：
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