【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于钠离子电池领域，具体涉及一种钠基改性酚醛树脂硬碳负极的制备方法。
技术介绍
1、钠离子电池作为一种新兴的电化学储能系统具有巨大的发展潜力，并有望在全球新能源汽车快速发展的背景下替代锂离子电池。相比较锂离子电池，钠离子电池的储量更丰富、理论容量更高更低的生产成本。
2、随着钠离子电池的兴起，硬碳材料受到了广泛关注，商用硬碳普遍用于改善锂离子电池的低温快充性能。目前常用的硬碳前驱体主要是生物基高分子材料，如毛竹、椰壳、淀粉、核桃壳等，同时也可以使用无烟煤、沥青、酚醛树脂等化工原料。
3、对于钠离子电池而言，硬碳材料的结构特征和制备工艺对电池的电学性能有着重要影响。一般而言，硬碳负极材料具有较高的比容量，这意味着在相同的体积或质量下，硬碳负极材料可以存储更多的钠离子，从而提高电池的能量密度和续航能力。另一方面，硬碳材料具有较大的孔隙结构，使得在充放电过程中电极的膨胀和收缩更加均匀，增强电池的循环稳定性。
4、但是，尽管硬碳负极材料具有良好的稳定性，但其循环性能较差，尤其是在高倍率充放电条件下，并且，硬碳负极材料的首周库伦效率相对较低，在首次充放电过程中会有较大的能量损失，影响电池的整体性能。
5、针对上述问题，公开号为cn117352652a的专利文献(公开日为2024-01-05)公开了一种高性能钠离子电池硬碳负极材料的制备方法及应用，包括如下步骤：1)沥青粉碎工艺：称取沥青，使用打粉机，获得粒径为1～50μm的沥青颗粒；2)引入交联剂工艺：将步骤1)得到的沥青颗粒，在管
6、该专利技术采用沥青作为硬碳的前驱体，能够明显降低成本，但是，该专利技术并没有涉及到硬碳负极材料微观结构的改进，对于形成的钠离子电池的电学性能，例如首周库伦效率、循环稳定性方面，没有明显改进。
7、公开号为cn117163940a的专利文献(公开日为2023-12-05)公开了一种p、o共掺杂钠离子电池硬碳负极材料及其制备方法，方法包括：将原材料沥青经高能球磨进行粉碎后过筛；将过筛后的经酸洗/碱洗去除杂质，再用去离子水清洗后干燥得到纯沥青粉末；按照一定比例将沥青粉末、有机磷源和醇混合均匀后转移放入坩埚转移至管式炉中；按照一定升温速率进行加热，保温，并按照一定降温速率降至室温；待管式炉完全降温后取出坩埚，研磨材料并过筛，得到p、o共掺杂沥青基碳负极材料。
8、该专利技术通过合成p、o共掺杂沥青基碳负极材料构建钠离子电池，但是，沥青基碳负极材料在制备过程中可能会引入一些缺陷和官能团，而这些缺陷和官能团在首次充放电过程中可能会与电解质发生不可逆反应，导致电池的容量损失，且沥青基碳负极材料的导电性不佳，会影响形成的钠离子电池的电子传输效率。
9、公开号为cn117117187a的专利文献(公开日为2023-11-24)公开了一种钠离子电池硬碳负极浆料及其制备方法，钠离子电池硬碳负极浆料包括以下原料：负极活性材料硬碳、导电剂、粘结剂，其中，粘结剂为钠化丙烯酸均聚物与羧甲基纤维素钠cmc的混合物；制备方法包括以下步骤：
10、(1)cmc和去离子水搅拌分散形成胶液；(2)胶液中加入导电剂搅拌分散形成导电胶；(3)导电胶中加入负极硬碳材料搅拌分散得到混合浆料；(4)混合浆料中加入钠化丙烯酸均聚物搅拌分散得到钠离子电池硬碳负极浆料。
11、该专利技术采用的cmc在水中的溶解性和分散性较好，但是，当它与负极硬碳材料混合时，由于硬碳材料的表面性质与cmc的极性性质不太相容，可能导致两者的分散均匀性不佳，从而影响最后制成的钠离子电池硬碳负极浆料的循环稳定性。
12、因此，尽管硬碳被当作一种极具潜力的钠离子电池负极材料，但是其较低的首周库仑效率、不稳定的循环性能和较差的倍率性能降低了钠离子电池的电性能，因此需要开发一种新的硬碳材料。
技术实现思路
1、针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种钠基改性酚醛树脂硬碳负极的制备方法，通过氨基酚醛树脂合成钠基改性酚醛树脂，利用钠基改性酚醛树脂产生的蒸汽，在交联的酚醛树脂基质之间形成孔隙，生成合适的闭合多孔结构，提高硬碳负极的储钠性能，从而提升硬碳负极的首周库伦效率和循环稳定性。
2、为实现上述专利技术目的，本专利技术提供的技术方案如下：
3、第一方面，本专利技术提供的一种钠基改性酚醛树脂的制备方法，包括以下步骤：
4、(1)在碱性催化剂的作用下，酚类化合物溶于溶剂中与醛类化合物发生缩合反应，得到氨基酚醛树脂；
5、(2)利用5-氨基-1,2,3-苯三羧酸和氢氧化钠溶液发生中和反应；
6、(3)向发生中和反应的容器中再加入有机溶剂、氨基酚醛树脂、三乙胺和环氧丙烯醛缩二乙醇发生加成反应，得到钠基改性酚醛树脂。
7、作为本专利技术的进一步优选，步骤(2)中，按照质量份数，酚类化合物40-60份，5-氨基-1,2,3-苯三羧酸3-7份，氢氧化钠溶液10-20份，氨基酚醛树脂100-160份，三乙胺2-5份，环氧丙烯醛缩二乙醇28-56份。
8、作为本专利技术的进一步优选，所述溶剂为乙醇水溶液；
9、所述氢氧化钠溶液的质量百分比为10wt％-30wt％；
10、所述有机溶剂为四氢呋喃。
11、作为本专利技术的进一步优选，缩合反应的温度为20-25℃，反应时间为120-180min，反应结束后在105-115℃下干燥；
12、中和反应的温度为20-25℃，反应时间为50-120min；
13、加成反应的温度为60-80℃，反应时间为50-120min。
14、作为本专利技术的进一步优选，所述的酚类化合物，包括：2-氨基苯酚、3-氨基苯酚、4-氨基苯酚、间苯二酚、间苯三酚、甲酚、混甲酚、壬基酚、辛基酚、腰果酚、芳烷基酚、双酚a中的一种或任意几种的配比；
15、所述的碱性催化剂，包括：氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂、氢氧化铵、碳酸钠、碳酸钾、甲醇钠、乙醇钠、异丙醇钠、氨水、氧化镁、乙二胺、叔胺或三乙胺中的一种或任意几种的混合物；
16、所述的醛类化合物，包括：甲醛、多聚甲醛、糠醛、乙醛中的一种或任意几种的配比。
17、第二方面，本专利技术还提供了一种钠基改性酚醛树脂，根据第一方面所述钠基改性酚醛树脂的制备方法制备得到。
18、第三方面，本专利技术还提供了一种钠基改性酚本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种钠基改性酚醛树脂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的钠基改性酚醛树脂的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，按照质量份数，5-氨基-1,2,3-苯三羧酸3-7份，氢氧化钠溶液10-20份，氨基酚醛树脂100-160份，三乙胺2-5份，环氧丙烯醛缩二乙醇28-56份。
3.根据权利要求1所述的钠基改性酚醛树脂的制备方法，其特征在于，
4.根据权利要求1所述的钠基改性酚醛树脂的制备方法，其特征在于，
5.根据权利要求1所述的钠基改性酚醛树脂的制备方法，其特征在于，所述的酚类化合物，包括：2-氨基苯酚、3-氨基苯酚、4-氨基苯酚、间苯二酚、间苯三酚、甲酚、混甲酚、壬基酚、辛基酚、腰果酚、芳烷基酚、双酚A中的一种或任意几种的配比；
6.权利要求1-5任一所述制备方法制备的钠基改性酚醛树脂。
7.一种钠基改性酚醛树脂硬碳负极的制备方法，其特征在于，使用权利要求6所述的钠基改性酚醛树脂，包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述的钠基改性酚醛树脂硬碳负极的制备方法，其特征在于，<...
【技术特征摘要】
1.一种钠基改性酚醛树脂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的钠基改性酚醛树脂的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，按照质量份数，5-氨基-1,2,3-苯三羧酸3-7份，氢氧化钠溶液10-20份，氨基酚醛树脂100-160份，三乙胺2-5份，环氧丙烯醛缩二乙醇28-56份。
3.根据权利要求1所述的钠基改性酚醛树脂的制备方法，其特征在于，
4.根据权利要求1所述的钠基改性酚醛树脂的制备方法，其特征在于，
5.根据权利要求1所述的钠基改性酚醛树脂的制备方法，其特征在于，所述的酚类化合物，包括：2-氨基苯酚、3-氨基苯酚、4-氨基苯酚、间苯...
【专利技术属性】
技术研发人员：王忠超，王金明，张波，周倩倩，
申请(专利权)人：天能电池集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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