CN115636404B - 基于二次造粒工艺的球形煤基钠电负极材料的制备方法 - Google Patents
基于二次造粒工艺的球形煤基钠电负极材料的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115636404B CN115636404B CN202211297168.4A CN202211297168A CN115636404B CN 115636404 B CN115636404 B CN 115636404B CN 202211297168 A CN202211297168 A CN 202211297168A CN 115636404 B CN115636404 B CN 115636404B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- matrix
- coal
- sodium
- negative electrode
- calcination
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000003245 coal Substances 0.000 title claims abstract description 43
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 33
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 title claims abstract description 22
- 238000009818 secondary granulation Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 10
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 99
- 238000001354 calcination Methods 0.000 claims abstract description 47
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims abstract description 15
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000010902 jet-milling Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000012216 screening Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000011847 coal-based material Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000005469 granulation Methods 0.000 claims abstract description 8
- 230000003179 granulation Effects 0.000 claims abstract description 8
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims abstract description 8
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 36
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 25
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 18
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 14
- RHZUVFJBSILHOK-UHFFFAOYSA-N anthracen-1-ylmethanolate Chemical compound C1=CC=C2C=C3C(C[O-])=CC=CC3=CC2=C1 RHZUVFJBSILHOK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 239000003830 anthracite Substances 0.000 claims description 11
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 10
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 9
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 9
- 239000003077 lignite Substances 0.000 claims description 9
- 239000002802 bituminous coal Substances 0.000 claims description 8
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 6
- 238000004321 preservation Methods 0.000 claims description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 4
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 claims description 3
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 claims description 3
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 235000006408 oxalic acid Nutrition 0.000 claims description 3
- 238000005554 pickling Methods 0.000 claims description 2
- 238000007670 refining Methods 0.000 claims description 2
- 239000010405 anode material Substances 0.000 abstract description 10
- 239000002243 precursor Substances 0.000 abstract description 4
- 239000012535 impurity Substances 0.000 abstract description 2
- 229910021385 hard carbon Inorganic materials 0.000 description 22
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 13
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 13
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 13
- FKNQFGJONOIPTF-UHFFFAOYSA-N Sodium cation Chemical compound [Na+] FKNQFGJONOIPTF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 229910001415 sodium ion Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 8
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 6
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 description 4
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000009798 Shen-Fu Substances 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007833 carbon precursor Substances 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 2
- IXPNQXFRVYWDDI-UHFFFAOYSA-N 1-methyl-2,4-dioxo-1,3-diazinane-5-carboximidamide Chemical compound CN1CC(C(N)=N)C(=O)NC1=O IXPNQXFRVYWDDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N Diethyl carbonate Chemical compound CCOC(=O)OCC OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N Vinyl acetate Chemical compound CC(=O)OC=C XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006230 acetylene black Substances 0.000 description 1
- 239000013543 active substance Substances 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001000 micrograph Methods 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000009290 primary effect Effects 0.000 description 1
- 238000004080 punching Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 235000010413 sodium alginate Nutrition 0.000 description 1
- 229940005550 sodium alginate Drugs 0.000 description 1
- 239000000661 sodium alginate Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
本发明公开了一种基于二次造粒工艺的球形煤基钠电负极材料的制备方法，具体包括如下步骤：步骤1，通过气流粉碎对煤基材料进行初步细化获得第一基体；步骤2，针对第一基体进行酸洗或碱洗除杂，获得第二基体；步骤3，针对第二基体在含氧气氛中进行初步煅烧获得第三基体；步骤4，针对第三基体通过砂磨处理进行二次细化获得第四基体；步骤5，针对第四基体进行喷雾造粒处理获得第五基体；步骤6，针对第五基体在惰性气氛下进行二次煅烧获得第六基体；步骤7，针对第六基体进行筛分处理，即得球形煤基钠电负极材料。本发明不仅提高了煤作为钠电负极材料的电化学性能，也扩宽了煤基前驱体的选择范围。
Description
技术领域
本发明属于钠离子电池材料负极材料技术领域，涉及一种基于二次造粒工艺的球形煤基钠电负极材料的制备方法。
背景技术
钠与锂属于同族元素，化学性质类似，钠离子电池与锂离子电池有着相似的工作原理，在成本、倍率、安全性较锂离子电池更具优势，但其现有能量密度仅是锂离子电池的30-50％。近些年，随着储能、低速电动车等的大规模应用，钠离子电池由于低成本、性能不错受到广泛关注。
相较锂离子电池材料体系，钠离子电池在负极材料的性能瓶颈更为凸显。现阶段，硬碳材料是公认的最具产业化前景的钠离子电池负极材料，其具有丰富的储钠位点，理论储钠克容量达到530mAh/g，并且具有价格低廉、嵌钠后体积形变小、低温和快充性能好等优点，但首次库伦效率低、长循环稳定性不高和压实密度低等问题限制了其大规模应用。
无烟煤具有碳含量高、杂质少、芳香结构发达、储量丰富、价格低廉等优点，并且经过碳化后，电化学性能不错，因其高性价比被中科海钠首先拿来做钠离子电池负极材料，但其存在形状不规则、比容量低等劣势亟待改善，加之近年来无烟煤价格增长过快、资源相对于整体煤炭资源有限，其作为钠电负极材料的性价比日渐降低，如何寻找到更合适的原材料或者制备工艺成了煤基硬碳的主要发展方向。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于二次造粒工艺的球形煤基钠电负极材料的制备方法，该方法制备的材料颗粒形貌规则、大小均匀，提高了材料电化学性能。
本发明所采用的技术方案是，基于二次造粒工艺的球形煤基钠电负极材料的制备方法，具体包括如下步骤：
步骤1，通过气流粉碎对煤基材料进行初步细化获得第一基体，控制煤基粉末粒径不大于5μm；
步骤2，针对步骤1获得的第一基体进行酸洗或碱洗，获得第二基体；
步骤3，针对步骤2获得的第二基体在含氧气氛中进行初步煅烧获得第三基体；
步骤4，针对步骤3获得的第三基体，通过砂磨处理进行二次细化获得第四基体，控制第四基体粉末粒径不大于1μm；
步骤5，针对步骤4获得的第四基体进行喷雾造粒处理获得第五基体，控制第五基体粉末粒子范围在5-10μm；
步骤6，针对步骤5获得的第五基体在惰性气氛下进行二次煅烧获得第六基体；
步骤7，针对步骤6获得的第六基体进行筛分处理，控制粒径不大于10um，即得。
本发明的特点还在于：
步骤1中煤基材料为无烟煤、褐煤、烟煤中的一种。
步骤2中，酸洗所用的酸性溶液为盐酸、硫酸、硝酸或草酸中的一种；所述碱洗所用的碱性溶液为氢氧化钾、氢氧化钠或氢氧化钙中的一种。
步骤3中初步煅烧的具体过程为：含氧气氛下，煅烧温度从室温升到250-350℃，保温时间不少于2h，升温速率介于1-10℃/min，并保持气体流通，煅烧完成后以1-5℃/min降温至室温。
步骤6中，二次煅烧的具体过程为：惰性气氛下，煅烧从室温升到800-1500℃范围之内，升温速率介于1-20℃/min，并保持气体流通，煅烧完成后以1-5℃/min降温至室温。
本发明的有益效果是，本发明提供了一种基于二次造粒工艺的球形煤基钠电负极材料的制备方法，通过二次造粒的方法可以获得粒径可控的规则球形硬碳负极材料，规则了颗粒形貌、提高了材料比容量，以满足较高能量密度、长循环寿命钠离子电池的性能需求。另外，本发明加大了前驱体的选择范围，煤基负极可以使用价格更低、储量更丰富的烟煤、褐煤等；整体来说，提高了煤基硬碳负极的性价比，为其在储钠领域的发展提供了更广阔的前景。
附图说明
图1是本发明基于二次造粒工艺的球形煤基钠电负极材料的制备方法的工艺流程图；
图2是本发明实施例1基于二次造粒工艺，用无烟煤制备的球形煤基钠电负极材料的扫描电镜图；
图3是本发明实施例1、2、3基于二次造粒工艺的球形煤基钠电负极材料的制备方法制备的硬碳材料与对比例1、2方法获得的硬碳材料的储钠电化学性能对比图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明基于二次造粒工艺的球形煤基钠电负极材料的制备方法，如图1所示，包括以下步骤：
步骤1，称取煤基材料通过气流粉碎进行初步细化获得第一基体，控制煤基粉末粒径不大于5μm；煤基材料包括无烟煤、烟煤、褐煤中的一种；
步骤2，针对获得的第一基体进行酸洗或碱洗祛除粉末中的部分灰分获得第二基体；酸洗所用的酸性溶液为盐酸、硫酸、硝酸或草酸中的一种，碱洗所用的碱性溶液为氢氧化钾、氢氧化钠或氢氧化钙中的一种。
步骤3，针对获得的第二基体在含氧气氛中进行初步煅烧获得第三基体，煅烧从室温升到250-350℃范围之内，保温时间不少于2h，升温速率介于1-10℃/min，并保持气体流通，煅烧完成后以1-10℃/min降温至室温；
初步煅烧终止温度介于250-350℃，既可以实现煤基材料的预氧化又可以避免材料损失；
步骤4，针对获得的第三基体通过砂磨处理，进行二次细化获得第四基体，控制第四基体粉末粒径不大于1μm；
步骤5，针对获得的第四基体进行喷雾造粒处理获得第五基体，控制第五基体粉末粒子范围在5-10μm；通过喷雾造粒的方式获得粒径可控、大小均匀的规则球形煤基硬碳前驱体；
步骤6，针对获得的第五基体在惰性气氛下进行二次煅烧获得第六基体，煅烧温度从室温升到800-1500℃范围之内，保温时间不少于2h，升温速率介于1-20℃/min，并保持气体流通，煅烧完成后以1-5℃/min降温至室温；在惰性气氛下对球形煤基硬碳前驱体进行高温煅烧形成硬碳；
步骤7，针对获得的第六基体进行筛分处理，控制粒径不大于10um，获得最终的硬碳负极材料。
实施例1(阳泉无烟煤二次造粒法)：
步骤1，称取阳泉无烟煤通过气流粉碎进行初步细化获得第一基体，控制煤基粉末粒径不大于5μm；
步骤2，针对步骤1获得的第一基体通过稀盐酸进行酸洗祛除粉末中的部分灰分获得第二基体；
步骤3，针对步骤2获得的第二基体在压缩空气中进行初步煅烧获得第三基体，初步煅烧以升温速率1℃/min从室温升到250℃，并保温约为2h，并保持气体流通，煅烧完成后以10℃/min降温至室温；
步骤4，针对步骤3获得的第三基体通过砂磨处理，进行二次细化获得第四基体，控制第四基体粉末粒径不大于1μm；
步骤5，针对步骤4获得的第四基体进行喷雾造粒处理获得第五基体，控制第五基体粉末粒子粒径不大于10μm；
步骤6，针对步骤5获得的第五基体在惰性气氛下进行二次煅烧获得第六基体，以5℃/min的升温速率从室温升到1100℃，保温时间为4h，并保持气体流通，煅烧完成后以5℃/min降温至室温；
步骤7，针对步骤6获得的第六基体进行筛分处理，控制粒径不大于10um，最终获得基于阳泉煤的球形硬碳负极材料。
图2是实施例1用阳泉无烟煤制备的煤基钠电硬碳负极材料，球形规整，表面光滑，颗粒粒径均匀。
实施例2(褐煤二次造粒法)：
步骤1，称取褐煤通过气流粉碎进行初步细化获得第一基体，控制煤基粉末粒径为5μm；
步骤2，针对步骤1获得的第一基体通过稀盐酸进行酸洗祛除粉末中的灰分获得第二基体；
步骤3，针对步骤2获得的第二基体在空气中进行初步煅烧获得第三基体，初步煅烧以升温速率3℃/min从室温升到300℃，并保温为3h，并保持气体流通，煅烧完成后以3℃/min降温至室温并保持气体流通；
步骤4，针对步骤3获得的第三基体通过砂磨处理，进行二次细化获得第四基体，控制第四基体粉末粒径不大于1μm；
步骤5，针对步骤4获得的第四基体，进行喷雾造粒处理获得第五基体，控制第五基体粉末粒子粒径不大于10μm；
步骤6，针对步骤5获得的第五基体在惰性气氛下进行二次煅烧获得第六基体，以10℃/min的升温速率从室温升到1400℃，保温时间为3h，并保持气体流通，煅烧完成后以3℃/min降温至室温；
步骤7，针对步骤6获得的第六基体进行筛分处理，控制粒径为10um，最终获得基于褐煤的球形硬碳负极材料。
实施例3(神府烟煤二次造粒法)
步骤1，称取神府烟煤通过气流粉碎进行初步细化获得第一基体，控制煤基粉末粒径为5μm；
步骤2，针对步骤1获得的第一基体通过稀盐酸进行酸洗祛除粉末中的灰分获得第二基体；
步骤3，针对步骤2获得的第二基体在空气中进行初步煅烧获得第三基体，初步煅烧以升温速率10℃/min从室温升到350℃，并保温为2h，并保持气体流通，煅烧完成后以10℃/min降温至室温并保持气体流通；
步骤4，针对步骤3获得的第三基体通过砂磨处理，进行二次细化获得第四基体，控制第四基体粉末粒径不大于1μm；
步骤5，针对步骤4获得的第四基体，进行喷雾造粒处理获得第五基体，控制第五基体粉末粒子粒径不大于10μm；
步骤6，针对步骤5获得的第五基体在惰性气氛下进行二次煅烧获得第六基体，以1℃/min的升温速率从室温升到1500℃，保温时间为2h，并保持气体流通，煅烧完成后以1℃/min降温至室温；
步骤7，针对步骤6获得的第六基体进行筛分处理，控制粒径不大于10um，最终获得基于神府烟煤的球形硬碳负极材料。
对比例1(阳泉煤一步炭化法)：
步骤1，称取阳泉煤通过气流粉碎进行初步细化获得第一基体，控制煤基粉末粒径小于8μm；
步骤2，针对步骤1获得的第一基体在惰性气氛下进行煅烧获得第二基体，以5℃/min的升温速率从室温升到1400℃，保温时间为2h，并保持气体流通，煅烧完成后以3℃/min降温至室温；
步骤3，针对步骤2获得的第二基体进行筛分处理，控制粒径为8um，最终获得基于一步炭化法的阳泉煤基硬碳负极材料。
对比例2(阳泉煤预氧化法)：
步骤1：称取阳泉煤通过气流粉碎进行初步细化获得第一基体，控制煤基粉末粒径为5μm；
步骤2：针对步骤1获得的第一基体在空气中进行初步煅烧获得第二基体，初步煅烧以升温速率2℃/min从室温升到280℃，并保温约为2h，并保持气体流通，煅烧完成后以5℃/min降温至室温并保持气体流通；
步骤3，紧接步骤2通入N2，再次条件下进行二次煅烧获得第三基体，以5℃/min的升温速率从室温升到1500℃，保温时间约为2h，并保持气体流通，煅烧完成后以5℃/min降温至室温；
步骤4，针对步骤,3获得的第四基体进行筛分处理，控制粒径D50约为8um，最终获得基于褐煤的球形硬碳负极材料。
将上述制备得到的碳材料作为钠离子电池负极材料活性物质用于钠离子电池的制备。
将制备好的碳材料粉末与、乙炔黑﹑海藻酸钠粘接剂按照90:5:5的质量比混合，加入适量水研磨形成浆料，然后把研磨均匀的浆料均匀涂覆于集流体铝箔上，干燥后，冲成直径12mm的极片。在真空条件下，将极片在120℃下干燥10h，随即转移到手套箱备用。
模拟电池的装配在Ar气氛的手套箱内进行，以金属钠作为对电极以1摩尔的NaPF6溶于1L体积比为1:1的碳酸乙烯酯和碳酸二乙酯溶液作为电解液，装配成CR2032扣式电池。使用恒流充放电模式,在C/10电流密度下进行充放电测试，在放电截至电压为0V，充电截至电压为2V的条件下测试结果如下表1所示。根据表1绘制的电化学性能对比图如图3所示。
表1测试结果对比
由表1可知，相较于一步炭化法，基于二次造粒法获得硬碳材料的储钠电化学性能均明显提高，比容量和首效大幅增加；而相较于预氧化法，基于二次造粒法获得硬碳材料的首效明显提高；此外，二次造粒法对提高多种煤基前驱体的硬碳材料的储钠电化学性能均有效，扩宽了煤基前驱体的应用范围，从而可以开发储量更丰富的烟煤、褐煤的体系。
由此可知，使用本发明“一种基于二次造粒工艺的球形煤基硬碳负极材料制备方法”制备的煤基球形钠电负极材料，对提高煤基硬碳负极材料的电化学储钠性能具有明显作用，极具储钠性价比，具有一定的应用场景和市场价值。
Claims (1)
1.基于二次造粒工艺的球形煤基钠电负极材料的制备方法，其特征在于：具体包括如下步骤：
步骤1，通过气流粉碎对煤基材料进行初步细化获得第一基体，控制煤基粉末粒径不大于5μm；
所述步骤1中煤基材料为无烟煤、褐煤、烟煤中的一种；
步骤2，针对步骤1获得的第一基体进行酸洗或碱洗，获得第二基体；
所述步骤2中，酸洗所用的酸性溶液为盐酸、硫酸、硝酸或草酸中的一种；所述碱洗所用的碱性溶液为氢氧化钾、氢氧化钠或氢氧化钙中的一种；
步骤3，针对步骤2获得的第二基体在含氧气氛中进行初步煅烧获得第三基体；
所述步骤3中煅烧的具体过程为：煅烧温度从室温升到250-350℃，保温时间不少于2h，升温速率介于1-10℃/min，并保持气体流通，煅烧完成后以1-10℃/min降温至室温；
步骤4，针对步骤3获得的第三基体，通过砂磨处理进行二次细化获得第四基体，控制第四基体粉末粒径不大于1μm；
步骤5，针对步骤4获得的第四基体进行喷雾造粒处理获得第五基体，控制第五基体粉末粒子范围在5-10μm；
步骤6，针对步骤5获得的第五基体在惰性气氛下进行二次煅烧获得第六基体；
所述步骤6中，二次煅烧的具体过程为：煅烧从室温升到800-1500℃范围之内，升温速率介于1-20℃/min，并保持气体流通，煅烧完成后以1-5℃/min降温至室温；
步骤7，针对步骤6获得的第六基体进行筛分处理，控制粒径不大于10um，即得球形煤基钠电负极材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211297168.4A CN115636404B (zh) | 2022-10-21 | 2022-10-21 | 基于二次造粒工艺的球形煤基钠电负极材料的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211297168.4A CN115636404B (zh) | 2022-10-21 | 2022-10-21 | 基于二次造粒工艺的球形煤基钠电负极材料的制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115636404A CN115636404A (zh) | 2023-01-24 |
| CN115636404B true CN115636404B (zh) | 2024-03-26 |
Family
ID=84945319
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202211297168.4A Active CN115636404B (zh) | 2022-10-21 | 2022-10-21 | 基于二次造粒工艺的球形煤基钠电负极材料的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115636404B (zh) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20050099697A (ko) * | 2004-04-12 | 2005-10-17 | 삼성에스디아이 주식회사 | 리튬 이차 전지용 음극 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지 |
| WO2017206544A1 (zh) * | 2016-06-03 | 2017-12-07 | 田东 | 一种锂离子电池人造石墨负极材料的制备方法 |
| CN111675212A (zh) * | 2020-03-23 | 2020-09-18 | 万向一二三股份公司 | 一种高容量快充石墨负极材料的高效制备方法 |
| CN112670466A (zh) * | 2020-04-30 | 2021-04-16 | 宁波杉杉新材料科技有限公司 | 一种复合石墨负极材料及其制备方法、锂离子电池 |
-
2022
- 2022-10-21 CN CN202211297168.4A patent/CN115636404B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20050099697A (ko) * | 2004-04-12 | 2005-10-17 | 삼성에스디아이 주식회사 | 리튬 이차 전지용 음극 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지 |
| WO2017206544A1 (zh) * | 2016-06-03 | 2017-12-07 | 田东 | 一种锂离子电池人造石墨负极材料的制备方法 |
| CN111675212A (zh) * | 2020-03-23 | 2020-09-18 | 万向一二三股份公司 | 一种高容量快充石墨负极材料的高效制备方法 |
| CN112670466A (zh) * | 2020-04-30 | 2021-04-16 | 宁波杉杉新材料科技有限公司 | 一种复合石墨负极材料及其制备方法、锂离子电池 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN115636404A (zh) | 2023-01-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN113845158B (zh) | 一种多孔球形结构镍锰酸钠正极材料的制备方法 | |
| CN112018344B (zh) | 碳包覆硫化镍电极材料及其制备方法和应用 | |
| CN107946564B (zh) | 富钠锰基Na4Mn2O5/Na0.7MnO2复合材料及其制备方法和应用 | |
| CN109148859A (zh) | 一种双碳层包覆氧化锰复合材料的制备方法 | |
| CN112110448A (zh) | 一种氮掺杂碳与纳米硅复合负极材料及其制备方法 | |
| CN113314700A (zh) | 一种双重作用改性锂离子电池高镍正极材料及其制备方法 | |
| CN114620702A (zh) | 正极材料的制备方法、正极材料、正极片和钠离子电池 | |
| CN110790248B (zh) | 具有花状结构的铁掺杂磷化钴微米球电极材料及其制备方法和应用 | |
| CN111777065A (zh) | 锂离子电池用石墨改性材料及其制备方法 | |
| CN114084882B (zh) | 不同价态锰掺杂Na3V2(PO4)2F3碳包覆立方晶型材料及其制备方法和应用 | |
| CN110620217A (zh) | 一种锌掺杂磷酸铁锂/碳复合材料及制备方法 | |
| CN112310381B (zh) | 一种提高钠离子电池锡负极材料电化学性能的方法 | |
| CN116864651A (zh) | 一种o3型镍铁锰基低镍单晶正极材料及其制备方法与应用 | |
| CN116722131A (zh) | 一种低熵锑基二元超细纳米晶氧化物负极材料及制备方法 | |
| CN112194199A (zh) | 一种长循环三元正极材料的制备方法 | |
| CN115636404B (zh) | 基于二次造粒工艺的球形煤基钠电负极材料的制备方法 | |
| CN116021007A (zh) | 一种钠离子电池负极预钠化剂及其制备方法和应用 | |
| CN116314647A (zh) | 一种预锂化硅氧负极材料及其简易制备方法 | |
| CN114914414A (zh) | 一种锂离子电池硅/钛-铌氧化物复合负极材料的制备方法 | |
| CN114122371A (zh) | 一种锂离子电池富孔硅碳负极材料的制备方法 | |
| CN111261866A (zh) | 一种胶囊结构ZnO/C纳米复合微球材料的制备方法 | |
| CN111180683A (zh) | 一种高振实密度锂离子电池正极材料的制备方法 | |
| CN111071998A (zh) | 一种GaN多孔微米方块/碳复合材料的制备方法 | |
| CN115321588B (zh) | 一种钛酸锂碗状微球及其制备方法和应用 | |
| CN113809301B (zh) | 具有类蛋黄结构的高电压氮掺杂镍锰酸锂电极材料及其储锂应用 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |