[发明专利]钠离子电池用高容量生物质硬炭负极材料的制备方法

权利要求书

1.一种钠离子电池用高容量生物质硬炭负极材料的制备方法，其特征在于，采用如下处理步骤：

(1)、制备前驱体粉体：将生物质原料粉碎筛分至2～50μm，得到前驱体粉体；所述的生物质原料为淀粉类物质；

(2)、脱水固化：前驱体粉体中加入脱水剂混合均匀得到混合料，以100～250℃进行脱水固化反应4-8小时；所述前驱体粉体与脱水剂的质量比为1∶0.05-0.25；所述脱水剂为氯化铵、过硫酸铵、浓硫酸、硝酸、双氧水中的1种或2种；

(3)、制备改性生物质前驱体：将固化后的生物质前驱体与改性剂按质量比为1∶0.05-0.25混合，并以水为分散剂进行液相混合，然后进行干燥处理，得到改性生物质前驱体；所述改性剂为磷酸、五氧化二磷、硼酸、氧化硼中的1种或2种；所述的固化后的生物质前驱体：分散剂的质量比≤1；

(4)、预碳化处理：将所得改性生物质前驱体在惰性气体保护下，以600～800℃进行预碳化1-3小时，然后降至室温粉碎筛分得体积平均粒径1～50μm粉体；

(5)、碳化处理：所得粉体在惰性气体保护下，以900～1200℃进行碳化1-6小时，降至室温过筛，即得高容量生物质硬炭负极材料；所述高容量生物质硬炭为表面致密的不规则块状细小颗粒，平均颗粒粒径为1～50μm，真密度为1.4～2.1g/cm³，振实密度为0.5～1.0g/cm³，比表面积为1～100m²/g，晶面层间距D002为0.35-0.39nm。

2.如权利要求1所述的钠离子电池用高容量生物质硬炭负极材料的制备方法，其特征在于，所述淀粉类物质为大米淀粉、玉米淀粉、土豆淀粉、小麦淀粉和甘薯淀粉中的1种或2种。

3.如权利要求1所述的钠离子电池用高容量生物质硬炭负极材料的制备方法，其特征在于，

所述生物质原料的粉碎采用球磨、机械粉碎、气流粉碎方式中的任一种；

所述预碳化处理中的粉碎是采用气流磨粉碎、机械磨粉碎、流化床磨粉碎或球磨处理。

4.如权利要求1所述的钠离子电池用高容量生物质硬炭负极材料的制备方法，其特征在于，所述脱水固化反应是在井式炉或干燥箱中进行。

5.如权利要求1所述的钠离子电池用高容量生物质硬炭负极材料的制备方法，其特征在于，所述脱水固化中的混合是在转速为500～1000r/min的带聚四氟乙烯内衬的搅拌混料机中混合至少30min。

6.如权利要求1所述的钠离子电池用高容量生物质硬炭负极材料的制备方法，其特征在于，所述液相混合为在转速为1000～2500r/min的带聚四氟乙烯内衬的高速搅拌混料机中混合至少30min。

7.如权利要求1所述的钠离子电池用高容量生物质硬炭负极材料的制备方法，其特征在于，所述制备改性生物质前驱体中的干燥处理是在真空干燥箱中以100-150℃干燥至完全除水。

8.如权利要求1所述的钠离子电池用高容量生物质硬炭负极材料的制备方法，其特征在于，

所述预碳化处理是在井式炉中进行；

所述炭化处理在气氛炉、箱式炉或井式炉中进行。

9.如权利要求1所述的钠离子电池用高容量生物质硬炭负极材料的制备方法，其特征在于，所述惰性气体为氮气、氦气、氩气中的1种或至少2种。

10.如权利要求1所述的钠离子电池用高容量生物质硬炭负极材料的制备方法，其特征在于，所述预碳化处理中的筛分为过60～800目的标准筛网。