[发明专利]预嵌钠硬炭材料及其制备方法

权利要求书

1.一种钠离子电池用的预嵌钠硬炭材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将硬炭活性材料、粘结剂、导电剂混合，加入溶剂搅拌均匀后得浆料，将浆料涂覆于铜箔上，干燥后制得初始硬炭材料；

S2、在惰性气体保护氛围下，添加电解液于初始硬炭材料上直至电解液浸湿初始硬炭材料的表面，随后将金属钠片完全覆盖于初始硬炭材料上进行预嵌钠反应，经过一定的反应时间t，移除金属钠片，得预嵌钠硬炭材料，15min＜t≤120min；

所述步骤S2中电解液中钠盐的摩尔浓度比为0.5mol/L～1.5mol/L，所述步骤S1中硬炭活性材料、粘结剂、导电剂的质量比为8～9∶0.5～1∶0.5～1。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中硬炭活性材料为硬炭/石墨烯复合材料，所述粘结剂为聚偏氟乙烯或羧甲基纤维素，所述导电剂为Super P、乙炔黑、导电碳黑或碳纳米管的一种或多种，所述溶剂为N-甲基吡咯烷酮或水。

3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中电解液包括溶剂和钠盐，其中溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸甲丙酯、碳酸二丙酯的一种或多种，钠盐为NaPF₆、NaClO₄、NaAsF₆、NaBF₄、NaN(CF₃SO₂)₂、NaCF₃SO₃、NaN(FSO₂)₂、NaC(SO₂CF₃)₃中的一种或多种。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述硬炭/石墨烯复合材料由以下步骤制备而成：

S1-1、将Hummers方法制得的氧化石墨烯和硬炭按照质量比为0.1～0.3∶1加入到100mL～150mL含乙醇的水溶液中混合得悬浮液Ⅰ；

S1-2、向悬浮液Ⅰ中加入聚乙烯吡咯烷酮在室温下搅拌得悬浮液Ⅱ；

S1-3、将悬浮液Ⅱ过滤干燥后所得混合物置于惰性气体保护氛围下，以10℃/min的速率升温至800℃～1100℃并保温1h，得硬炭/石墨烯复合材料。

5.一种根据权利要求1至4任一项所述的制备方法制得的预嵌钠硬炭材料。