本技术涉及电极材料制备技术领域,具体为一种应用于钠离子电池的软硬碳复合电极材料及制备方法,通过将沥青和BC气凝胶颗粒在反应釜中搅拌加热、固化、造粒、碳化后得到软硬碳复合电极材料。可以简单有效地制备应用于钠离子电池的软硬碳复合电极材料,从而提升储钠性能。本发明所得软硬碳复合材料具有高容量、高倍率和低成本的原理在于:沥青价格低廉,但容量和倍率性能较差,将沥青与BC在反应釜中充分混合,在碳化过程中使碳纳米纤维均匀的分布在沥青中,提高了复合材料的导电性能;另一方面,碳纳米纤维的存在会使沥青在高温碳化时产生更多的无序结构,为Na+的嵌入提供了更多的活性位点,有效的提高了容量。
背景技术
尽管钠离子电池能量密度低于锂离子电池,然而钠离子电池相对锂离子电池具有成本优势,在某些领域能一定程度上弥补锂离子电池的不足之处。负极作为钠离子电池的重要组成部分之一,其性能对电池整体的电化学性能和成本具有重要影响。我们希望负极材料既具有优秀的电化学性能又具有低的成本。沥青基软碳材料具有成本低、循环稳定性好等优点,是一种非常具有潜力的钠离子电池负极材料。然而,传统沥青基软碳材料由于比容量偏低,倍率性能不理想等原因限制了其使用前景。硬碳材料被认为是一种电化学性能优于软碳材料的钠离子电池负极材料。然而,电化学优秀的硬碳材料往往采用成本较高的原材料所制备,这有悖于钠离子电池低成本的优势。比如,细菌纤维素(BC)具有良好的纳米网络结构,其衍生的碳纳米纤维具有超高的导电性和稳定性,作为硬碳负极材料具有很高的容量和较好的倍率性能。然而,BC的价格昂贵,应用于钠离子电池没有成本优势。这促使我们基于细菌纤维素和沥青材料开发低成本高性能的钠离子电池负极材料。
实现思路