【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电池领域，具体涉及一种葡萄糖酸盐衍生的硬碳负极材料及其制备方法和负极及锂离子电池。
技术介绍
1、随着全球经济的快速发展，让人们逐渐认识到化石燃料日益枯竭及其对环境带来的危害，开发绿色、无污染的可再生能源是解决能源环境问题的有效途径。近年来，锂离子电池由于具有高容量、循环寿命长等优点而在便携式电子设备、电动汽车等领域得到广泛应用。锂离子电池发展至今，已研究出多种正极材料体系，在锂离子电池诞生与发展的历史进程中，碳负极材料在提升电池储能性能、改善安全、降低成本等方面发挥了重大作用，并引发了全球学术与产业机构的研发热潮。目前，商用锂离子电池负极以石墨类材料为主，根据石墨层间lic6的储锂机制，其理论比容量仅为372 mah/g，提升空间十分有限，且石墨层间的锂扩散也制约了其倍率性能。由此可见，随着下游应用对电池能量和功率性能的需求不断提升，纯石墨类负极材料已显得捉襟见肘。硬碳作为一种新型负极材料，拥有和石墨类似的锂电位和更高的比容量。更重要的是，硬碳是由类石墨的微晶结构和开口的角状微晶组成，这种独特的微晶结构不仅可以提供更多的储锂位点，而且有利于锂离子在石墨层间脱嵌。因此，硬碳作为新一代锂离子电池负极材料，发展前景十分广阔。
2、近年来，硬碳负极材料的研究已取得重大进展，但许多挑战/瓶颈仍然存在：1）大多数硬碳材料的储锂容量仍较低；2）倍率性能和循环性能有待提升。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了克服现有的技术存在的以上问题，提供一种葡萄糖酸盐衍生的硬
2、为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供一种硬碳负极材料的制备方法，其中，将葡萄糖酸盐在惰性气体氛围下进行第一热处理后，再用酸性溶液进行浸泡去除金属元素得到中间体，将所述中间体在惰性气体氛围下进行第二热处理，获得硬碳负极材料；
3、其中，所述第一热处理的过程包括：依次进行的第一步热处理和第二步热处理，其中，所述第一步热处理的温度为400-600℃，时间为1-2h，所述第二步热处理的温度高于所述第一步热处理的温度；
4、所述第二热处理的过程包括：依次进行的第三步热处理和第四步热处理，其中，所述第三步热处理的温度高于所述第二步热处理的温度，且低于所述第四步热处理的温度，所述第四步热处理的温度为1300-1500℃，时间为50-150min。
5、本专利技术第二方面提供一种硬碳负极材料，其中，根据本专利技术第一方面所述的制备方法制得。
6、本专利技术第三方面提供一种负极，其中，包括本专利技术第一方面所述的制备方法制得的硬碳负极材料或本专利技术第二方面所述的硬碳负极材料。
7、本专利技术第四方面提供一种锂离子电池，其中，包括本专利技术第三方面所述的负极。
8、本专利技术通过分阶段进行碳化，并在两次碳化期间通过酸洗去除了材料中的金属元素，使得材料中被引入丰富的孔隙结构，增加储锂位点，引入的孔隙在第二次碳化时其中一部分形成了闭孔结构，有利于改善采用的电化学性能。
9、本专利技术所制备的硬碳材料相较于商用石墨，在醚基电解液中发挥出了更高的储锂容量。此外，本专利技术仅包括碳化和洗涤两个步骤，工艺简单安全，成本低。
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1.一种硬碳负极材料的制备方法，其特征在于，将葡萄糖酸盐在惰性气体氛围下进行第一热处理后，再用酸性溶液进行浸泡去除金属元素得到中间体，将所述中间体在惰性气体氛围下进行第二热处理，获得硬碳负极材料；
2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述第二步热处理的温度与所述第一步热处理的温度之差不小于200℃；
3.根据权利要求1或2的制备方法，其中，所述第二步热的温度为800-1000℃，时间为1-2h；
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的制备方法，其中，所述第一步热处理的升温速率为5-15℃/min；
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的制备方法，其中，所述第二热处理的升温速率为5-15℃/min；
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的制备方法，其中，所述酸性溶液的浓度为0.5-1.5mol/L；
7.根据权利要求1-6中任意一项所述的制备方法，其中，所述制备方法还包括：在进行所述浸泡的同时进行超声处理，所述浸泡的时间为0.5-2h；
8.一种硬碳负极材料，其特征在于，根据权利要求1-7中任意
9.一种负极，其特征在于，包括权利要求1-7中任意一项所述的制备方法制得的硬碳负极材料或权利要求8所述的硬碳负极材料。
10.一种锂离子电池，其特征在于，包括权利要求9所述的负极。
...【技术特征摘要】
1.一种硬碳负极材料的制备方法，其特征在于，将葡萄糖酸盐在惰性气体氛围下进行第一热处理后，再用酸性溶液进行浸泡去除金属元素得到中间体，将所述中间体在惰性气体氛围下进行第二热处理，获得硬碳负极材料；
2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述第二步热处理的温度与所述第一步热处理的温度之差不小于200℃；
3.根据权利要求1或2的制备方法，其中，所述第二步热的温度为800-1000℃，时间为1-2h；
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的制备方法，其中，所述第一步热处理的升温速率为5-15℃/min；
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的制备方法，其中，所...
【专利技术属性】
技术研发人员：李宁，张心语，姚莹，刘兴兴，何继壮，马思远，董宇，
申请(专利权)人：北京理工大学重庆创新中心，
类型：发明
国别省市：
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