1.本发明涉及钠离子电池技术领域，尤其涉及一种硬碳材料及其制备方法和在钠离子电池中的应用。
背景技术：
2.电化学储能技术的发展在现代社会受到广泛关注。电动汽车以及大规模储能技术的发展使得人们对储能器件提出了更高的要求。钠离子电池具有更快的充电速度，即使在低温时也可以保持相对稳定的容量表现。而且钠在地球上具有极高的储量，价格低廉，更有利于降低成本，实现工业化生产，具有广阔的应用空间。当下钠离子电池负极材料的发展正在制约着钠离子电池的广泛应用。而其中硬碳材料作为最有可能使得钠离子电池得以商业化推广的材料得到了广泛的关注。硬碳在微观中呈现出一种不规则的无定型结构，由许多单层的石墨烯片无序堆叠而成，因此可以形成较多的带有缺陷和空隙的无序区域，能够实现较高的可逆容量，是钠离子电池首选的负极材料。但是这种无序结构会导致较低的电导率和较大的体积变化，从而影响负极材料的首次库伦效率以及可逆容量，且硬碳材料中的缺陷也会导致不可逆吸附，从而影响负极材料的容量损失。
3.目前，针对提高硬碳首次库伦效率与储钠容量低的问题，研究人员通过碳包覆、纳米结构的重新设计以及杂元素掺杂的方法改进且已经取得了一定的效果，但是上述方法普遍存在制备工艺复杂、制备步骤繁琐的问题。目前应用更多的制备硬碳材料的方法是采用二次碳化法，即在管式炉中低温预碳化之后，再升温至800～1400℃，保温数小时进行高温碳化，但该二次碳化法制备的硬碳材料石墨化程度低，难以显著提升钠离子电池的电化学性能。
技术实现要素：
4.本发明的目的在于提供一种硬碳材料及其制备方法和在钠离子电池中的应用，所制备的硬碳材料区域石墨化程度高、局部层间距大，能显著提高钠离子电池的电化学性能。
5.为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
6.本发明提供了一种硬碳材料的制备方法，包括以下步骤：
7.将有机碳源与过渡金属盐溶液复合，进行水热处理，得到预碳化前体；所述有机碳源的粒径为80～100μm；
8.将所述预碳化前体进行闪烧，得到硬碳材料。
9.优选的，所述有机碳源包括均质生物质材料和/或复合生物质材料。
10.优选的，所述均质生物质材料包括纤维素、木质素、半纤维素、淀粉、蛋白质、木聚糖、甲壳素、壳聚糖、黄原胶和聚羟基烷酸酯中的一种或几种；所述复合生物质材料包括木材、秸秆、树皮和毛发中的一种或几种。
11.优选的，所
声明：
“硬碳材料及其制备方法和在钠离子电池中的应用” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色网
来源：中国石油大学（华东）
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2025年06月06日 ~ 08日 
