CN118289736A - 一种沥青基钠离子电池负极材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种沥青基钠离子电池负极材料及其制备方法，涉及新能源储能器件技术领域。一种沥青基钠离子电池负极材料的制备方法，包括如下步骤：将沥青进行梯度预氧化后，得到梯度预氧化沥青；将梯度预氧化沥青在惰性气氛中进行碳化，得到沥青基钠离子电池负极材料。本发明解决了沥青三维交联氧化程度低、粘连、粘壁和负极材料储钠容量不高问题。
Description
技术领域
本发明涉及新能源储能器件技术领域，具体涉及一种沥青基钠离子电池负极材料及其制备方法。
背景技术
在短短数十年的时间里,二次电池的发展日新月异，在电动汽车、电子产品和储能领域得到了广泛应用。钠离子电池因其资源丰富、低廉的成本、优良的低温性能和循环寿命，在大规模储能电站和二轮低速电动车等领域具有广阔的应用前景。高性能负极材料的开发对实现钠离子电池商业化至关重要。硬碳负极材料由于储钠容量高、低的储钠电位和优异的循环稳定性等优点而成为最具应用前景的钠离子电池负极材料。硬碳前驱体来源主要有生物质、树脂和化石燃料，其中，沥青由于原料供应稳定、价格低廉等优势，有望成为具有商业应用前景的硬碳负极材料前驱体。然而，沥青在高温碳化过程中容易发生石墨化而形成高度有序结构，储钠容量较低，此外，沥青在预氧化和碳化过程中容易粘连和粘壁，进而会导致生产效率和收率低。
公开号为CN109148883的专利公开了一种基于沥青的钠离子电池负极材料及其制备方法，将沥青放入马弗炉中进行预氧化，然后在惰性气体下进行碳化，得到硬碳材料，其中，预氧化破坏了沥青的有序结构，在碳化过程中形成楔形缝隙无序结构的硬碳材料。该专利的制备工艺简单，但是存在三维交联氧化程度低，沥青粘连及粘壁，无法实现高容量储钠的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是现有的方法处理的沥青基钠离子电池负极材料由于直接进行预氧化处理，使得处理过程中沥青三维交联氧化程度低，会导致沥青粘连和粘壁的问题，使得负极材料储钠容量不高。本发明的目的在于提供一种沥青基钠离子电池负极材料的制备方法，解决了沥青三维交联氧化程度低、粘连、粘壁和负极材料储钠容量不高问题。
本发明通过下述技术方案实现：
一种沥青基钠离子电池负极材料的制备方法，包括如下步骤：
将沥青进行梯度预氧化后，得到梯度预氧化沥青；
将梯度预氧化沥青在惰性气氛中进行碳化，得到沥青基钠离子电池负极材料。
作为一种可能的设计，上述沥青为石油沥青。
作为一种可能的设计，上述沥青的软化点为110～300℃。
作为一种可能的设计，上述梯度预氧化具体是将沥青在100～200℃下预氧化处理1～8h，再升温至200～300℃下预氧化处理1～8h，最后升温至300～400℃下预氧化处理1～24h。
作为一种可能的设计，上述梯度预氧化具体是将沥青在120～180℃下预氧化处理2～6h，再升温至220～280℃下预氧化处理2～6h，最后升温至320～380℃下预氧化处理3～20h。
作为一种可能的设计，上述梯度预氧化具体是将沥青在130～160℃下预氧化处理2～4h，再升温至230～260℃下预氧化处理2～4h，最后升温至330～370℃下预氧化处理6～15h。
作为一种可能的设计，上述梯度预氧化具体是在空气或氧气氛围中进行。
作为一种可能的设计，上述梯度预氧化沥青在碳化前先冷却到15～35℃。
作为一种可能的设计，上述碳化具体是将梯度预氧化沥青在惰性气氛中，以0.5～5℃/min的升温速率加热到1200～1600℃，碳化处理2～6h。
一种通过上述方法制备得到的沥青基钠离子电池负极材料，沥青基钠离子电池负极材料的首次充电比容量≥330mAh/g，首次库伦效率≥85％。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
1.本发明对沥青进行梯度预氧化，通过从低到高的温度变化，使得沥青中的不同官能团(包括羟基、酯基、羧基和酸酐等)之间或官能团与氧气之间能够发生交联反应，且前期反应得到的官能团还能够在后续升温后也参与反应，可以促使沥青内部平面交联，并进一步向三维交联转变，提高三维交联预氧化的程度，进而能够在后续的碳化过程中，形成更多的闭孔，而丰富的闭孔可以容纳更多的离子，因此可以显著提高储钠容量，且本方法制备得到的负极材料首次充电比容量≥330mAh/g，首次库伦效率≥85％，表现出了优异的储钠性能。
2.本发明通过梯度预氧化，引入氧气并将温度从低温梯度升温至高温，由于沥青中官能团丰富，在不同温度下均有官能团反应，而在前期低温反应得到的官能团在后期升温后也会参与反应，这样的处理有效促进了沥青表面含氧官能团的交联，形成无序结构，提高对离子的传导能力，且能够保证沥青不会熔融团聚到一起，解决了沥青粘连和粘壁的问题，显著地提高了生产效率和产品收率。
3.本发明制备方法简单，可操作性极强，适合规模化生产。
附图说明
为了更清楚地说明本发明示例性实施方式的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。在附图中：
图1为软化点为280℃石油沥青在空气中的差量扫描-热重分析曲线图；
图2为对比例1的沥青直接预氧化(a)和实施例1的梯度预氧化(b)的沥青粉体图；
图3为对比例1的沥青直接预氧化(a)和实施例1的梯度预氧化(b)沥青扫描电镜图；
图4为初始沥青、对比例1的沥青直接预氧化和实施例1的梯度预氧化沥青的红外光谱图；
图5为对比例1的沥青直接预氧化(a)和实施例1的梯度预氧化(b)沥青的X射线光电子光谱图；
图6为对比例2的沥青直接碳化、对比例1的直接预氧化和实施例1的梯度预氧化碳化后的X射线衍射图；
图7为比例2的直接碳化(a)、对比例1的直接预氧化碳化(b)、实施例5(c)和实施例1(d)的透射电镜图片。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
本发明提供一种沥青基钠离子电池负极材料的制备方法，包括如下步骤：
将沥青进行梯度预氧化后，得到梯度预氧化沥青；
将梯度预氧化沥青在惰性气氛中进行碳化，得到沥青基钠离子电池负极材料。
本发明通过对沥青梯度预氧化，相较于直接预氧化而言，能够使得沥青内部的官能团充分相互反应或与氧气反应，提高预氧化程度，使得沥青内部三维交联充分，有效避免了沥青产生粘连和粘壁的情况出现，且由于沥青内部三维交联充分，在后续碳化过程中，沥青会产生足够多的孔洞，从而容纳更多的离子，显著提高本负极材料的储钠容量，有效的解决了当前预氧化不充分导致的首次充电比容量低、首次库伦效率低的问题。
优选的，上述沥青为石油沥青。
优选的，上述沥青的软化点为110～300℃。经发明人研究后发现，软化点为110～300℃的沥青在本发明条件下梯度预氧化能够充分促进沥青内部的官能团的反应，进而提高三维交联预氧化的程度，使得得到的负极材料有优异的储钠性能的同时，还避免了沥青粘连和粘壁的问题。
优选的，梯度预氧化在马弗炉中进行，碳化再高温炉中进行。
优选的，梯度预氧化具体是将沥青在100～200℃下预氧化处理1～8h，再升温至200～300℃下预氧化处理1～8h，最后升温至300～400℃下预氧化处理1～24h。由于沥青内部含有很多含氧官能团，为了使得沥青内部充分氧化交联，通过在将预氧化反应条件限定在从低温梯度升温至高温，相较于直接预氧化处理而言，有效的促使沥青内部的官能团反生交联反应，且在低温阶段反应得到的官能团还能够在后续升温后也参与反应，可以促使沥青内部平面交联，并进一步向三维交联转变，提高三维交联预氧化的程度。
优选的，梯度预氧化具体是将沥青在120～180℃下预氧化处理2～6h，再升温至220～280℃下预氧化处理2～6h，最后升温至320～380℃下预氧化处理3～20h。
优选地，梯度预氧化具体是将沥青在130～160℃下预氧化处理2～4h，再升温至230～260℃下预氧化处理2～4h，最后升温至330～370℃下预氧化处理6～15h。
优选地，梯度预氧化具体是在空气或氧气氛围中进行。在氧气或空气氛围下进行预氧化可以促进沥青内部的官能团与氧气反应，促进了沥青表面含氧官能团的交联，形成了无序结构，使得沥青不会熔融团聚在一起。
优选地，上述梯度预氧化沥青在碳化前先冷却到15～35℃。在碳化前将梯度预氧化沥青先冷却到15～35℃，可以稳定梯度预氧化沥青的三维网状结构，从而便于在后续碳化时得到孔洞更多的负极材料，可以容纳更多的钠离子，显著提高储钠容量，还能够解决了沥青粘连和粘壁的问题，提高生产效率。
优选地，碳化具体是将梯度预氧化沥青在惰性气氛中，以0.5～5℃/min的升温速率加热到1200～1600℃，碳化处理2～6h。在上述条件下进行碳化，可以抑制沥青的石墨化过程，增加碳层的层间距，使得其具有足够的空间容纳钠离子在充放电过程中的嵌入和脱出，提高负极材料的可逆比容量。
优选地，碳化具体是将梯度预氧化沥青在惰性气氛中，以1～5℃/min的升温速率加热到1200～1400℃，碳化处理2～6h。
优选地，惰性气氛可以是氮气、氩气、氦气或其它惰性气体。
本发明还提供一种通过上述方法制备得到的沥青基钠离子电池负极材料，该沥青基钠离子电池负极材料的首次充电比容量≥330mAh/g，首次库伦效率≥85％。
实施例1
一种沥青基钠离子电池负极材料的制备方法，包括如下步骤：
将软化点为280℃石油沥青放入马弗炉中，在空气气氛中，进行梯度预氧化，先从室温加热到140℃预氧化2h，接着加热到245℃预氧化2h，最后加热到370℃预氧化6h，得到梯度预氧化沥青；
冷却到15℃后，将梯度预氧化沥青放入高温炉进行碳化，在氮气气氛中，以2℃/min的升温速率，加热到1400℃保温2h，获得梯度预氧化沥青基硬碳负极材料。
实施例2
一种沥青基钠离子电池负极材料的制备方法，包括如下步骤：
将软化点为280℃石油沥青放入马弗炉中，在空气气氛中，进行梯度预氧化，先从室温加热到150℃预氧化2h，接着加热到270℃预氧化2h，最后加热到370℃预氧化6h，得到梯度预氧化沥青；
冷却到20℃后，将梯度预氧化沥青放入高温炉进行碳化，在氮气气氛中，以2℃/min的升温速率加热到1400℃保温2h，获得梯度预氧化沥青基硬碳负极材料。
实施例3
一种沥青基钠离子电池负极材料的制备方法，包括如下步骤：
将软化点为280℃石油沥青放入马弗炉中，在空气气氛中，进行梯度预氧化，先从室温加热到140℃预氧化2h，接着加热到245℃预氧化2h，最后加热到370℃预氧化6h，得到梯度预氧化沥青；
冷却到25℃后，将梯度预氧化沥青放入高温炉进行碳化，在氮气气氛中，以2℃/min的升温速率加热到1200℃保温2h，获得梯度预氧化沥青基硬碳负极材料。
实施例4
一种沥青基钠离子电池负极材料的制备方法，包括如下步骤：
将软化点为280℃石油沥青放入马弗炉中，在空气气氛中，进行梯度预氧化，先从室温加热到140℃预氧化2h，接着加热到245℃预氧化2h，最后加热到370℃预氧化6h，得到梯度预氧化沥青；
冷却到20℃后，将梯度预氧化沥青放入高温炉进行碳化，在氮气气氛中，以5℃/min的升温速率加热到1400℃保温2h，获得梯度预氧化沥青基硬碳负极材料。
实施例5
一种沥青基钠离子电池负极材料的制备方法，包括如下步骤：
将软化点为280℃石油沥青放入马弗炉中，在空气气氛中，进行梯度预氧化，先从室温加热到140℃预氧化1h，接着加热到245℃预氧化2h，最后加热到370℃预氧化4h，得到梯度预氧化沥青；
冷却到20℃后，将梯度预氧化沥青放入高温炉进行碳化，在氮气气氛中，以2℃/min的升温速率加热到1400℃保温2h，获得梯度预氧化沥青基硬碳负极材料。
实施例6
一种沥青基钠离子电池负极材料的制备方法，包括如下步骤：
将软化点为110℃石油沥青放入马弗炉中，在氧气气氛中，进行梯度预氧化，先从室温加热到100℃预氧化5h，接着加热到200℃预氧化4h，最后加热到300℃预氧化6h，得到梯度预氧化沥青；
冷却到15℃后，将梯度预氧化沥青放入高温炉进行碳化，在氮气气氛中，以0.5℃/min的升温速率加热到1300℃保温4h，获得梯度预氧化沥青基硬碳负极材料。
实施例7
一种沥青基钠离子电池负极材料的制备方法，包括如下步骤：
将软化点为130℃石油沥青放入马弗炉中，在氧气气氛中，进行梯度预氧化，先从室温加热到120℃预氧化6h，接着加热到220℃预氧化2h，最后加热到320℃预氧化15h，得到梯度预氧化沥青；
冷却到35℃后，将梯度预氧化沥青放入高温炉进行碳化，在氮气气氛中，以3℃/min的升温速率加热到1600℃保温2h，获得梯度预氧化沥青基硬碳负极材料。
实施例8
一种沥青基钠离子电池负极材料的制备方法，包括如下步骤：
将软化点为150℃石油沥青放入马弗炉中，在氧气气氛中，进行梯度预氧化，先从室温加热到180℃预氧化4h，接着加热到280℃预氧化6h，最后加热到380℃预氧化20h，得到梯度预氧化沥青；
冷却到25℃后，将梯度预氧化沥青放入高温炉进行碳化，在氮气气氛中，以4℃/min的升温速率加热到1500℃保温2h，获得梯度预氧化沥青基硬碳负极材料。
实施例9
一种沥青基钠离子电池负极材料的制备方法，包括如下步骤：
将软化点为200℃石油沥青放入马弗炉中，在氧气气氛中，进行梯度预氧化，先从室温加热到130℃预氧化2h，接着加热到230℃预氧化2h，最后加热到330℃预氧化15h，得到梯度预氧化沥青；
冷却到35℃后，将梯度预氧化沥青放入高温炉进行碳化，在氮气气氛中，以2℃/min的升温速率加热到1200℃保温6h，获得梯度预氧化沥青基硬碳负极材料。
实施例10
一种沥青基钠离子电池负极材料的制备方法，包括如下步骤：
将软化点为300℃石油沥青放入马弗炉中，在氧气气氛中，进行梯度预氧化，先从室温加热到160℃预氧化6h，接着加热到260℃预氧化4h，最后加热到370℃预氧化8h，得到梯度预氧化沥青；
冷却到35℃后，将梯度预氧化沥青放入高温炉进行碳化，在氮气气氛中，以5℃/min的升温速率加热到1400℃保温2h，获得梯度预氧化沥青基硬碳负极材料。
对比例1
本对比例与实施例1基本相同，区别在于：未进行梯度预氧化，而是在从室温加热到370℃直接预氧化处理。
一种沥青基钠离子电池负极材料的制备方法，包括如下步骤：
将软化点为280℃石油沥青放入马弗炉中，在空气气氛中，从室温加热到370℃预氧化6h，得到预氧化沥青；
冷却到15℃后，将预氧化沥青放入高温炉进行碳化，在氮气气氛中，以2℃/min的升温速率加热到1400℃保温2h，获得梯度预氧化沥青基硬碳负极材料。
对比例2
本对比例与实施例1基本相同，区别在于：未进行梯度预氧化，直接进行碳化处理。
一种沥青基钠离子电池负极材料的制备方法，包括如下步骤：
将软化点为280℃石油沥青放入管式炉中，在氮气气氛中，以2℃/min的升温速率加热到1400℃保温2h，获得沥青基硬碳负极材料。
对比例3
本对比例与实施例1基本相同，区别在于：使用的沥青软化点为55℃。
一种沥青基钠离子电池负极材料的制备方法，包括如下步骤：
将软化点为55℃石油沥青放入马弗炉中，在空气气氛中，进行梯度预氧化，先从室温加热到140℃预氧化2h，接着加热到245℃预氧化2h，最后加热到370℃预氧化6h，得到梯度预氧化沥青；
冷却到15℃后，将梯度预氧化沥青放入高温炉进行碳化，在氮气气氛中，以2℃/min的升温速率，加热到1400℃保温2h，获得梯度预氧化沥青基硬碳负极材料。
对比例4
本对比例与实施例1基本相同，区别在于：使用的沥青软化点为200℃的煤沥青。
一种沥青基钠离子电池负极材料的制备方法，包括如下步骤：
将软化点为200℃煤沥青放入马弗炉中，在空气气氛中，进行梯度预氧化，先从室温加热到140℃预氧化2h，接着加热到245℃预氧化2h，最后加热到370℃预氧化6h，得到梯度预氧化沥青；
冷却到15℃后，将梯度预氧化沥青放入高温炉进行碳化，在氮气气氛中，以2℃/min的升温速率，加热到1400℃保温2h，获得梯度预氧化沥青基硬碳负极材料。
对比例5
本对比例与实施例1基本相同，区别在于：370℃预氧化时间为36h。
一种沥青基钠离子电池负极材料的制备方法，包括如下步骤：
将软化点为280℃石油沥青放入马弗炉中，在空气气氛中，进行梯度预氧化，先从室温加热到140℃预氧化2h，接着加热到245℃预氧化2h，最后加热到370℃预氧化36h，得到梯度预氧化沥青；
冷却到15℃后，将梯度预氧化沥青放入高温炉进行碳化，在氮气气氛中，以2℃/min的升温速率，加热到1400℃保温2h，获得梯度预氧化沥青基硬碳负极材料。
将实施例1～10和对比例1～5得到的负极材料作为活性物质，导电炭黑(Super P)为导电剂，聚偏二氟乙烯(PVDF)为粘结剂制备纽扣电池。其中，活性物质、Super P和PVDF的质量比为8：1：1，将性物质、Super P和PVDF混合均匀，将混合均匀的浆料涂覆在铜箔上，在80℃真空烘箱中烘干极片并切片。以金属钠为对电极，组装CR2032型扣式电池进行电化学形成测试。测试电压范围为0.01～3.0V，电流密度为0.1C，对实施例实施例1～10和对比例1～5的负极材料进行首次充电比容量和首次库伦效率测试，结果如表1所示。
表1：各样品的电化学性能
| 实施例 | 首次充电比容量(mAh/g) | 首次库伦效率 |
| 实施例1 | 336.3 | 86.1％ |
| 实施例2 | 331.2 | 85.6％ |
| 实施例3 | 312.5 | 85.2％ |
| 实施例4 | 334.5 | 85.7％ |
| 实施例5 | 316.1 | 85.2％ |
| 实施例6 | 293.1 | 81.3％ |
| 实施例7 | 294.2 | 82.4％ |
| 实施例8 | 301.5 | 83.3％ |
| 实施例9 | 305.6 | 83.5％ |
| 实施例10 | 308.2 | 84.3％ |
| 对比例1 | 291.3 | 80.6％ |
| 对比例2 | 188.4 | 55.0％ |
| 对比例3 | 184.7 | 59.4％ |
| 对比例4 | 246.3 | 51.3％ |
| 对比例5 | 285.3 | 58.8％ |
分析表1，对比实施例1-10，可以看出，实施例1的负极材料在首次充电比容量和首次库伦效率测试上均为最佳。对比对比例1和对比例2，可以看出，相较于直接碳化而言，预氧化能够明显提高其首次充电比容量和首次库伦效率；对比实施例1和对比例1，可以看出，相比直接预氧化而言，梯度氧化能够提高首次充电比容量45.2mAh/g、首次库伦效率6.1％，这说明梯度预氧化可以有效促进沥青中的不同官能团发生反应，从而促进沥青内部发生三维交联反应，使得最后得到的负极材料具有较好的高容量和高首效，电化学性能优异。对比实施例1和对比例3，可以看出在石油沥青的软化点过低时，得到的首次充电比容量过低，比实施例1低151.6mAh/g，首次库伦效率比实施例1低26.7％；又对比实施例1、实施例9和对比例4，可以看出相较于石油沥青而言，煤沥青的首次充电比容量同样较低，比实施例1低90mAh/g，首次库伦效率比实施例1低34.8％，煤沥青的首次充电比容量比同软化点的石油沥青(实施例9)59.3mAh/g，首次库伦效率比实施例9低32.2％，综合对比例3～4，可以理解到，只有在280℃软化点的石油沥青制得的负极材料性能最佳。对比实施例1和对比例5，可以看出，在370℃预氧化时间过久，会导致首次充电比容量和首次库伦效率均降低，对比例5首次充电比容量比实施例1低51mAh/g，首次库伦效率比实施例1低27.3％。
观察图1，从图1中可以看出软化点为280℃石油沥青在140℃、245℃和370℃存在吸放热峰值，说明这三个温度附近的交联反应最剧烈，因此，选择了这三个温度附近作为梯度预氧化的温度。
观察图2，可以看出相较于a图而言，b图中的负极材料颗粒细腻，无粘连和成块情况；再观察图3，从微观结构上看，a图的颗粒粘结，而b图的颗粒松散。综合分析，这可能是由于沥青进行了梯度预氧化，使得其内的官能团充分氧化，使得其形成无序结构，解决了沥青粘连和粘壁的问题。
观察图4，从图4画圈部分可以看出，相较于初始沥青而言，对比例1在对应位置有明显的峰，这说明在直接预氧化时，沥青进行了氧化交联；而对比实施例1和对比例1，可以看出实施例1的峰值最大，这说明相较于直接预氧化而言，梯度预氧化可以促进沥青内部的三维交联和氧化，从而提高了容量和首次效率。
观察图5，通过图5的XPS光谱，计算了直接预氧化(a图)和梯度预氧化(b图)两个样品C＝O和-O-C＝O键的比例，与直接预氧化沥青对比(17.1％)，梯度预氧化沥青中C＝O和-O-C＝O键的比例高达29.4％，进一步说明了梯度预氧化有利于沥青的三维交联，从而提高首次效率和容量。
观察图6，经过计算表明，直接碳化样品层间距为0.3496nm，直接预氧化沥青碳化样品层间距为0.3765nm，而梯度预氧化碳化样品碳的层间距更大，为0.3816nm。对比可以看出梯度预氧化得到的碳化样品层间距更大，层间距决定了钠离子的嵌入和脱出效率，进而会影响负极材料的储钠性能，因此，通过梯度预氧化更有利于钠离子的传输和储存，从而提高负极材料的容量。
观察图7，a图表明，沥青直接碳化TEM中存在大量的有序条纹，而软碳一般是规整的结构，说明其中主要是软碳；b图中仍然存在少量有序条纹，这说明直接预氧化碳化沥青中仍然有少量软碳，软碳不利于钠离子的传输和存储；c图中，可以看出有较多的闭孔，闭孔有利于钠离子的快速传输和存储；d图中，可以看出，存在大量闭孔，有利于钠离子的快速传输和存储。分析上述结果可知，梯度预氧化可以形成大量闭孔，从而显著提高沥青基硬碳的电化学性能。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种沥青基钠离子电池负极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将沥青进行梯度预氧化后，得到梯度预氧化沥青；
将梯度预氧化沥青在惰性气氛中进行碳化，得到沥青基钠离子电池负极材料。
2.根据权利要求1所述的一种沥青基钠离子电池负极材料的制备方法，其特征在于，所述沥青为石油沥青。
3.根据权利要求1或2所述的一种沥青基钠离子电池负极材料的制备方法，其特征在于，所述沥青的软化点为110～300℃。
4.根据权利要求1所述的一种沥青基钠离子电池负极材料的制备方法，其特征在于，所述梯度预氧化具体是将沥青在100～200℃下预氧化处理1～8h，再升温至200～300℃下预氧化处理1～8h，最后升温至300～400℃下预氧化处理1～24h。
5.根据权利要求4所述的一种沥青基钠离子电池负极材料的制备方法，其特征在于，所述梯度预氧化具体是将沥青在120～180℃下预氧化处理2～6h，再升温至220～280℃下预氧化处理2～6h，最后升温至320～380℃下预氧化处理3～20h。
6.根据权利要求5所述的一种沥青基钠离子电池负极材料的制备方法，其特征在于，所述梯度预氧化具体是将沥青在130～160℃下预氧化处理2～4h，再升温至230～260℃下预氧化处理2～4h，最后升温至330～370℃下预氧化处理6～15h。
7.根据权利要求4-6任意一项所述的一种沥青基钠离子电池负极材料的制备方法，其特征在于，所述梯度预氧化具体是在空气或氧气氛围中进行。
8.根据权利要求1所述的一种沥青基钠离子电池负极材料的制备方法，其特征在于，所述梯度预氧化沥青在碳化前先冷却到15～35℃。
9.根据权利要求1所述的一种沥青基钠离子电池负极材料的制备方法，其特征在于，所述碳化具体是将梯度预氧化沥青在惰性气氛中，以0.5～5℃/min的升温速率加热到1200～1600℃，碳化处理2～6h。
10.如权利要求1-9任意一项所述的方法制备得到的沥青基钠离子电池负极材料，其特征在于，所述沥青基钠离子电池负极材料的首次充电比容量≥330mAh/g，首次库伦效率≥85％。
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN118289736A true CN118289736A (zh) | 2024-07-05 |
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