本技术介绍了一种将生物质转化为钠离子电池硬碳负极材料的新方法。该技术通过使用木聚糖酶对生物质进行预处理,去除半纤维素成分,随后进行碳化过程,最终获得可用于钠离子电池的生物质基硬碳负极材料。
背景技术
随着科技的进步发展,电池等储能装置的需求量逐渐增大,而目前所普遍使用的锂离子电池因其成本高、安全性差等问题阻碍了其商业化应用,研究人员致力于寻找容量和使用寿命与锂离子电池相当、成本更低、安全性能更好的产品,以满足人们日常所需。通过调查发现,钠离子电池是最具潜力的锂离子电池的替代品。生物质基硬碳因其原料来源丰富、成本低廉、更易获得、碳产率高、环境友好且含有多种元素等优势而备受关注,其独特的微观结构在众多钠离子电池负极材料中展现出明显的优势和巨大的商业潜力。而生物质来源广泛,一致性较差,因此需通过预处理进行简单调控,寻找具有较好性能的硬碳前驱体。
但由于生物质前驱体组分和结构特性的局限,直接碳化制备的生物质基硬碳材料电性能难以满足需求,现有生物质制备的硬碳材料存在储钠能力差等问题。因此,通过在特定条件下对生物质前驱体进行预处理,调整和优化生物质前驱体的组分和结构,增效其电化学性能。但是现有方法制备的硬碳负极材料存在可逆容量和倍率性能较差的缺点,且现有化学法预处理方法需要使用大量化学试剂,存在后处理难度大的问题,而物理法存在能耗高的问题。
实现思路