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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电池材料,具体而言,涉及碳基负极材料及其制备方法、负极及钠离子电池。
技术介绍
1、为了改善钠电池储钠容量以及钠电性能,取代原材和形貌一致性较差的壳类、竹子、芦苇等生物质硬碳,可考虑采用淀粉作为碳源材料。然而,淀粉碳源在制备过程中,会出现发泡,熔融,以及体积剧烈膨胀的现象,给材料制备带来困难,且发生发泡、融并后的材料颗粒形貌不规则,也会影响最终的性能。针对这一问题,目前尚未有效解决淀粉基碳负极材料稳定性差、电化学性能不理想的问题。
2、鉴于此,特提出本专利技术。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于改善
技术介绍
提到的至少一种问题。
2、本专利技术是这样实现的:
3、第一方面,本专利技术提供一种碳基负极材料的制备方法,包括:
4、提供混合粉料,所述混合粉料包括相互混合的淀粉以及纳米级勃母石粉;
5、将所述混合粉料置于400~500℃下热解勃母石,使所述勃母石充分分解生成氧化铝;之后于1100~1500℃下使所述淀粉高温碳化。
6、在可选的实施方式中,热解勃母石的时间为0.5~2h。
7、在可选的实施方式中,高温碳化的时间为2~5h。
8、在可选的实施方式中,高温碳化过程是在氮气氛围的环境中进行。
9、在可选的实施方式中,包括如下特征(1)和(2)中至少一个:
10、(1)所述淀粉的d50和d90分别为4~9μm、10~20μm;
11、(
12、在可选的实施方式中,所述淀粉选自玉米淀粉、红薯淀粉、马铃薯淀粉、木薯淀粉、甘薯淀粉、菱角淀粉和藕淀粉中至少一种。
13、第二方面,本专利技术提供一种碳基负极材料,采用如前述实施方式任一项所述的制备方法制得。
14、第三方面,本专利技术提供一种负极,其活性涂层的组成分层包括如前述实施方式所述的碳基负极材料。
15、第四方面,本专利技术提供一种钠离子电池,包括前述实施方式所述的负极。
16、本专利技术具有以下有益效果:
17、本专利技术提供的制备方法该制备方法采用纳米级勃母石和淀粉混合进行焙烧,可以对淀粉实现局部物理阻隔和约束,有效抑制加热过程中的淀粉颗粒的发泡和融并,改善颗粒形貌,还能抑制微晶结构的有序生长,生成更多的无序储钠层;不仅如此,勃母石热解后,生成的水蒸气和淀粉反应会刻蚀材料,生成孔径,提升容量,生成的氧化铝在经历高温煅烧后会生成铝氮和氧化铝混合物包覆在淀粉表面,提升材料的导电性能,此外,铝氮和氧化铝微粒参与sei膜构成,增加sei膜高低温稳定性,减少副反应,提升电芯循环寿命及倍率性能。勃母石和淀粉作为原料,成本低廉,过程一次烧制,生产工艺简单。
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1.一种碳基负极材料的制备方法,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,热解勃母石的时间为0.5~2h。
3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,高温碳化的时间为2~5h。
4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,高温碳化过程是在氮气氛围的环境中进行。
5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,包括如下特征(1)和(2)中至少一个:
6.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述淀粉选自玉米淀粉、红薯淀粉、马铃薯淀粉、木薯淀粉、甘薯淀粉、菱角淀粉和藕淀粉中至少一种。
7.一种碳基负极材料,其特征在于,采用如权利要求1~6任一项所述的制备方法制得。
8.一种负极,其特征在于,其活性涂层的组成分层包括如权利要求7所述的碳基负极材料。
9.一种钠离子电池,其特征在于,包括权利要求8所述的负极。
【技术特征摘要】
1.一种碳基负极材料的制备方法,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,热解勃母石的时间为0.5~2h。
3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,高温碳化的时间为2~5h。
4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,高温碳化过程是在氮气氛围的环境中进行。
5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,包括如下特征(1)和(2)中至少一...
【专利技术属性】
技术研发人员:杨飞,李享,张伟清,杨庆亨,
申请(专利权)人:江苏中兴派能电池有限公司,
类型:发明
国别省市:
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