【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于钠离子电池，具体涉及一种钠离子电池负极材料的制备方法。
技术介绍
1、近年来，随着电化学储能技术的不断发展，锂离子电池已经广泛应用于我们的日常生活中，大规模锂离子电池的生产导致了锂资源的紧缺以及锂价格的上涨，我国的锂资源储量较低，绝大多数依赖国外进口。针对锂资源匮乏的问题，钠离子因其储量丰富、成本低廉等优势而受到关注。硬碳负极材料作为钠离子电池的重要组成部分，其生产方式主要以生物质或聚合树脂类为主，但是这些方式存在制备工序复杂、生产成本较高等问题。此外，传统硬碳材料的颗粒尺寸较大且碳层间距较小，导致其倍率性能较差。因此，亟需开发一种具有成本低廉、工序简单、高容量、高首效、高倍率等优点的硬碳负极材料。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了克服现有技术的不足，而提供一种钠离子电池负极材料的制备方法，解决了目前硬碳负极材料存在的加工成本较高、首效及克容量偏低、倍率性能差的技术问题。
2、本专利技术的目的是这样实现的：一种钠离子电池负极材料的制备方法，其包括以下步骤：第一步、将炭块进行粉碎并过40-80目筛，取筛下物进行砂磨处理，得到砂磨后的物料；第二步、将砂磨后的物料依次进行酸洗、水洗、干燥后得到纯化后的物料；第三步、将纯化后的物料与补钠剂进行喷雾造粒得到喷雾后的物料；第四步、将喷雾后的物料与沥青均匀混合后，在惰性气氛保护下进行煅烧，得到所述负极材料。
3、进一步地，所述炭块为煤、兰炭、聚合物或生物质炭化后的炭块；第一步中，所述粉碎并过筛的具体过
4、进一步地，第一步中，所述砂磨的具体过程为：将筛下物分散在水中形成浆料，将浆料装入砂磨机内进行砂磨处理；所述浆料的固含量为5-25％，更优选为10-20％；所述砂磨条件为：0.8-1.2mm锆珠，砂磨转速为200-1200rpm/min；所述砂磨后的物料的粒度d50为1-8μm，更优选为3-7μm。
5、进一步地，第二步中，酸洗的具体过程为，将砂磨后的物料加入到酸内进行加热搅拌，所述酸洗的步骤所用的酸，包括盐酸、硝酸和氢氟酸中的一种或多种；酸洗用的酸的浓度为0.5-5mol/l，更优选为1-3mol/l；所述酸洗的温度为20-100℃，更优选为40-80℃；所述酸洗的固液质量比为1：(2-10)，更优选为1：(3-6)；酸洗的时间为1-8h，更优选为2-6h。
6、进一步地，第三步中，水溶性补钠剂为na2co3、nahco3、na2c4o4、na2s、naf中的至少一种；水溶性补钠剂与水的比值为1：(20-100)，更优选为1：(30-60)；水溶性补钠剂中的钠与纯化后的物料的质量比值为1：(5-100)，更优选为1：(10-50)。
7、进一步地，第四步中，所述沥青与喷雾后的物料的质量比为1：(5-20)，更优选为1：(10-15)。
8、进一步地，所述煅烧的升温速率为0.5-5℃/min，更优选为1-4℃/min；烧结温度为800-1500℃，更优选为1000-1300℃；烧结的保温时间为2-6h，更优选为3-5h。
9、本专利技术的有益效果：(1)本专利技术通过砂磨的方式来降低原料的粒度，相较于其他破碎工艺，该方法的制备效率高，且该方法为湿法破碎，无粉尘污染。此外，通过砂磨的方法获得较小粒度的颗粒，可以缩短钠离子在充放电过程中的传输路径，进而提高硬碳材料的倍率性能。
10、(2)本专利技术引入补钠剂，显著提高硬碳材料的克容量；通过喷雾的方式引入补钠剂，相较于物理搅拌混合，该方法使得补钠剂分散更为均匀。
11、(3)本专利技术通过沥青包覆的方式来降低比表面积，减小电解液与负极材料间的接触从而降低不可逆容量的损失，从而提高材料的首周库伦效率。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种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：
2.根据权利要求1所述的钠离子电池负极材料的制备方法，其特征在于：所述炭块为煤、兰炭、聚合物或生物质炭化后的炭块。
3.根据权利要求1所述的钠离子电池负极材料的制备方法，其特征在于：砂磨后的所述物料的D50粒径为1-8μm。
4.根据权利要求1所述的钠离子电池负极材料的制备方法，其特征在于：所述酸洗的步骤所用的酸，包括盐酸、硝酸和氢氟酸中的一种或多种。
5.根据权利要求4所述的钠离子电池负极材料的制备方法，其特征在于：所述酸洗过程中的温度为20-100℃，时间为1-8h。
6.根据权利要求1所述的钠离子电池负极材料的制备方法，其特征在于：所述补钠剂包括Na2CO3、NaHCO3、Na2C4O4、Na2S和NaF中的至少一种。
7.根据权利要求6所述的钠离子电池负极材料的制备方法，其特征在于：所述补钠剂中的钠与纯化后物料的质量比为1：20。
8.根据权利要求1所述的钠离子电池负极材料的制备方法，其特征在于：所述沥青与喷雾后的物料的质量
9.根据权利要求1所述的钠离子电池负极材料的制备方法，其特征在于：所述煅烧的升温速率为0.5-5℃/min；烧结温度为800-1500℃；烧结的保温时间为2-6h。
...【技术特征摘要】
1.一种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：
2.根据权利要求1所述的钠离子电池负极材料的制备方法，其特征在于：所述炭块为煤、兰炭、聚合物或生物质炭化后的炭块。
3.根据权利要求1所述的钠离子电池负极材料的制备方法，其特征在于：砂磨后的所述物料的d50粒径为1-8μm。
4.根据权利要求1所述的钠离子电池负极材料的制备方法，其特征在于：所述酸洗的步骤所用的酸，包括盐酸、硝酸和氢氟酸中的一种或多种。
5.根据权利要求4所述的钠离子电池负极材料的制备方法，其特征在于：所述酸洗过程中的温度为20-100℃，时间为1-8h。
【专利技术属性】
技术研发人员：许飞，罗传军，陈腾飞，焦玉春，余维海，靳庆国，陈宣屹，胡亚乐，靳俊杰，连云峰，李会丽，席凯悦，
申请(专利权)人：多氟多新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。