【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及新能源材料，尤其涉及一种面粉基多重异质复合硬碳负极材料及制备方法和应用。
技术介绍
1、锂离子电池产业链的快速发展，导致了锂资源的成本和安全风险与日俱增。作为同一主族的元素的钠具有与锂相似的物理化学性质，其来源较锂资源十分广泛且成本低廉，使得钠离子电池的低成本优势愈专利技术显。但受限于钠离子半径，难以嵌入现有广泛运用的锂离子电池石墨负极中形成稳定化合物，因此开发一种适用于钠离子电池的低成本负极材料成为目前钠离子电池发展的一个方向。
2、而硬碳材料本身具有的无定型结构，其较大层间距能够满足脱嵌钠离子的需求，使得硬碳材料成为钠离子电池中最具潜力的负极材料。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种面粉基多重异质复合硬碳负极材料及制备方法和应用。面粉基多重异质复合硬碳负极材料的多重异质结构带来的大量储钠位点，能够提供较高平台容量，同时具备极高的钠离子电池容量。
2、为此，第一方面，本专利技术实施例提供了一种面粉基多重异质复合硬碳负极材料，所述面粉基多重异质复合硬碳负极材料的前驱体包括多种聚合物材料；
3、所述多种聚合物材料具体包括：面粉基高分子聚合物、木质素和水溶性树脂材料；
4、所述面粉基高分子聚合物包括淀粉、麦谷蛋白和麦醇溶蛋白，所述麦谷蛋白和麦醇溶蛋白在所述多种聚合物材料加水搅拌揉和过程中形成连续网状结构，与淀粉、木质素和水溶性树脂一同复合构造出具有多种异质构造的前驱体结构，从而在烧结后形成复合硬碳负极材料的多重异质
5、第二方面，本专利技术实施例提供了一种上述第一方面所述的面粉基多重异质复合硬碳负极材料的制备方法，包括：
6、按质量比称取面粉：木质素：水溶性树脂＝(40％，90％]：(0，30％]：(0，30％]，按物料：水的质量比为1:0.4～1:1加水进行混合；混合后以10r/mi n～100r/mi n进行搅拌揉和0.5小时～12小时，然后进行烘干和粉碎，得到复合体前驱体；
7、将所述复合体前驱体放入反应装置中，通入保护气体，升温至400℃～700℃，保温2小时～10小时，在保护气氛下进行预碳化处理，然后再进一步升温至1000℃～1700℃，保温1小时～24小时，在保护气氛下进行碳化处理，得到所述面粉基多重异质复合硬碳负极材料。
8、优选的，所述面粉中的蛋白质含量≥8％。
9、优选的，所述水溶性树脂包括：水性丙烯酸树脂、水性聚氨酯树脂、水性环氧树脂中的一种或多种的组合。
10、优选的，所述烘干的温度为80℃～120℃，烘干的时间为1小时～24小时。
11、优选的，所述保护气体为氮气或氩气，气体流速为2l/mi n～10l/mi n。
12、第三方面，本专利技术实施例提供一种电池负极，所述电池负极包括上述第二方面所述的制备方法制备得到的面粉基多重异质复合硬碳负极材料。
13、第四方面，本专利技术实施例提供一种钠离子电池，所述钠离子电池包括上述第三方面所述的电池负极。
14、本专利技术实施例提供的面粉基多重异质复合硬碳负极材料包括面粉本身具有的淀粉和蛋白等高分子聚合物，利用其中的麦谷蛋白和麦醇溶蛋白与水在揉捏过程中产生的强韧连续的网状结构，与淀粉、木质素和水溶性树脂复合构造出极为丰富的异质构造的前驱体，多种不同形态的结构在碳化后形成的结果有差异，即碳化形成的碳结构也是复合的，因而通过烧制过程形成了极为丰富的异质结构，这种多重异质结构带来的大量储钠位点，能够提供较高平台容量，同时具备极高的钠离子电池容量。同时材料制备简单，原料来源廉价，可以极大降低钠离子电池中负极材料的成本。
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1.一种面粉基多重异质复合硬碳负极材料，其特征在于，所述面粉基多重异质复合硬碳负极材料的前驱体包括多种聚合物材料；
2.一种上述权利要求1所述的面粉基多重异质复合硬碳负极材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述面粉中的蛋白质含量≥8％。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述水溶性树脂包括：水性丙烯酸树脂、水性聚氨酯树脂、水性环氧树脂中的一种或多种的组合。
5.根据权利要求2所述的制备方法，特征在于，所述烘干的温度为80℃～120℃，烘干的时间为1小时～24小时。
6.根据权利要求2所述的制备方法，特征在于，所述保护气体为氮气或氩气，气体流速为2L/min～10L/min。
7.一种电池负极，其特征在于，所述电池负极包括上述权利要求2至6任一所述的制备方法制备得到的面粉基多重异质复合硬碳负极材料。
8.一种钠离子电池，其特征在于，所述钠离子电池包括上述权利要求7所述的负极。
【技术特征摘要】
1.一种面粉基多重异质复合硬碳负极材料，其特征在于，所述面粉基多重异质复合硬碳负极材料的前驱体包括多种聚合物材料；
2.一种上述权利要求1所述的面粉基多重异质复合硬碳负极材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述面粉中的蛋白质含量≥8％。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述水溶性树脂包括：水性丙烯酸树脂、水性聚氨酯树脂、水性环氧树脂中的一种或多种的组合。
【专利技术属性】
技术研发人员：吉祥，刘柏男，罗飞，
申请(专利权)人：溧阳天目先导电池材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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