[发明专利]一种基于离子催化调控硬碳结构实现高性能钠离子电池储能材料的制备及其应用

权利要求书

1.一种离子催化调控硬碳结构实现高性能钠离子电池负极的制备方法，其特征在于选择不同金属离子来调控硬碳和选择硬碳的生物质来源，金属离子选自氯化锰、氯化铁、氯化钴、氯化镍、硫酸锰、硝酸锰中的至少一种，碳源为多糖类生物质前驱体，包括如下步骤：

（1）按计量比分别称取不同金属离子盐、碳源前驱体，将碳源前驱体浸渍在离子溶液中，浸渍一段时间;

（2）在惰性气体保护下，将步骤（1）得到的前驱体平铺在特制的石墨板上，以一定升温速率在1000℃-1400℃进行碳化，保温一段时间后，自然降温，得到硬碳材料;

（3）将得到的材料用10mm的模具进行裁切，得到规格大小一致的极片，在真空烘箱中保存。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中的盐溶液浓度为0-0.1mol/L。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中碳源为多糖类生物质前驱体，所述多糖类生物质前驱体选自纤维素、半纤维素、木质素中的至少一种。

4. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中浸渍时间为5-60min。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中惰性气体为氩气。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中石墨板层数为3-7层。

7. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中升温速率为1-10 ℃/min。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中保温时间为1-10 h。

9.根据权利要求1所述的制备方法得到的高性能钠离子电池负极材料，其特征在于，该硬碳负极材料是通过离子催化SP³碳与SP²碳之间的转化，使石墨烯片自由重排，形成膨胀纳米石墨和碳的微孔，通过对浓度的调节实现对碳的层间距和微孔的可控调节，最终获得一种高首效、高容量和优异循环性能的一种硬碳材料。