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(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115536002A(43)申请公布日2022.12.30(21)申请号202211364293.2(22)申请日2022.11.02(71)申请人多氟多新能源科技有限公司地址454150河南省焦作市工业产业集聚区西部园区(72)发明人周晓飞罗传军许飞王伟任小磊陈腾飞龚亚兵靳俊杰戚凤晓李佩琳(74)专利代理机构郑州图钉专利代理事务所(特殊普通合伙)41164专利代理师郭一路(51)Int.Cl.C01B32/05(2017.01)H01M4/583(2010.01)H01M10/054(2010.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称淀粉基硬碳负极材料制备方法、负极材料和钠离子电池(57)摘要本发明属于电化学技术领域,公开了一种淀粉基硬碳负极材料制备方法、负极材料和钠离子电池。本发明采用线性加热方式对淀粉进行预处理,预处理时间短、预处理温度低,缩短了生产周期,降低了了企业生产成本;淀粉在预处理中与多羟基有机酸或有机酸酐部分或全部酯化反应,淀粉分子酯化关联成空间网状结构,同时也释放了淀粉中所含的部分水份与小分子,起到了稳定化的作用;本申请采用预处理、预炭化、高温烧结,既解决了淀粉受热过程发泡和融并等问题,又提高了淀粉的收率,得到结构致密、堆积密度大、比表面积小、电化学性能优异的碳材料。CN115536002ACN115536002A权利要求书1/1页1.一种淀粉基硬碳负极材料制备方法,其特征在于:包括以下步骤:步骤一,将淀粉、多羟基有机酸或有机酸酐按比例混合;步骤二,将步骤一的混合物进行搅拌,搅拌过程中逐渐升温至100‑180℃,搅拌时间0.5‑6h;制得淀粉基硬碳前驱体;步骤三,在惰性气氛下,将淀粉基硬碳前驱体进行预炭化处理,预炭化温度500‑800℃;将预炭化产物破碎成粉末,得到炭化物粉末;步骤四,将炭化物粉末在惰性气氛下高温烧结,烧结温度为1000‑1800℃,烧结时间1‑10h,得到淀粉基硬碳负极材料。2.根据权利要求1所述的淀粉基硬碳负极材料制备方法,其特征在于:步骤一中淀粉与多羟基有机酸或有机酸酐的重量比为100:0.5‑100:10。3.根据权利要求1所述的淀粉基硬碳负极材料制备方法,其特征在于:步骤二中线性升温,升温速率1‑5℃/min。4.根据权利要求1所述的淀粉基硬碳负极材料制备方法,其特征在于:步骤三中线性升温,升温速率1‑10℃/min,预炭化处理时间为1‑10h。5.根据权利要求1所述的淀粉基硬碳负极材料制备方法,其特征在于:步骤四中线性升温,升温速率1‑10℃/min,烧结时间为1‑10h。6.根据权利要求1所述的淀粉基硬碳负极材料制备方法,其特征在于:步骤二中保温温度为100‑170℃。7.根据权利要求1所述的淀粉基硬碳负极材料制备方法,其特征在于:多羟基有机酸为柠檬酸、没食子酸、对苯二甲酸,邻苯二甲酸、均苯四甲酸、邻苯四甲酸、苝酸中的至少一种;有机酸酐包括均苯四甲酸酐。8.根据权利要求1所述的淀粉基硬碳负极材料制备方法,其特征在于:惰性氛围为氮气氛围或氩气氛围。9.一种负极材料,由权利要求1‑8任一项所述的淀粉基硬碳负极材料制备方法所制得。10.一种钠离子电池,包括负极,其特征在于:负极包括如权利要求9所述的淀粉基硬碳负极材料。2CN115536002A说明书1/4页淀粉基硬碳负极材料制备方法、负极材料和钠离子电池技术领域[0001]本发明涉及属于电化学技术领域,涉及一种淀粉基硬碳负极材料制备方法、负极材料和钠离子电池。背景技术[0002]随着电动汽车及各种无线、移动设备的市场扩大,其主要使用的储能装置锂离子电池需求量也越来越大;但随着锂资源供给瓶颈凸显,以及二次电池应用场景的丰富,钠离子电池重获市场关注。钠离子电池具有低成本、高安全性的优势,或将对铅酸电池、磷酸铁锂电池进行有力补充。相较磷酸铁锂电池材料体系,钠离子电池在负极端的性能瓶颈更为凸显,而硬碳具有丰富的储钠环境,理论储钠克容量达到530mAh/g,结合其价格低廉、嵌钠后体积形变小、低温和快充性能好等优点,是一种理想的商用钠电负极材料。[0003]淀粉作为制备硬碳负极的原材料,具有绿色环保、来源广泛、可再生等优点,已受到人们的重点关注。但淀粉颗粒直接高温烧结会因水份、小分子的散失无法有效排出,导致淀粉颗粒会产生膨胀和融并,最终影响成品料的电性能。[0004]中国专利CN107425215A公开了一种淀粉基复合硬碳负极材料的制备方法及用途,其主要采用了两步炭化得到淀粉基硬碳、液湘浸渍法制备碳前体、高温炭化、筛分、分级处理等工艺步骤,该工艺生产周期长,且在两步炭化过程中,淀粉在空气气氛下加热会产生二氧化碳气体,一方面容易碳排放超标,不环保;另一方面二氧化碳逃逸失碳