一种低成本钠离子电池负极材料的制备方法及其电池与流程

1.本发明属于钠离子电池技术领域，具体为一种低成本钠离子电池负极材料的制备方法及其电池。


背景技术：

2.钠离子电池的负极现在常用的材料有两个分布时硬炭与软炭，但是在使用的过程中硬炭的物理与化学性能较好，所以使用较为广泛，根据专利申请公布号：cn115425219a提出的一负极材料的制备方法、负极材料及钠离子电池，该发明公开了一种负极材料及其制备方法和钠离子电池。本发明对铜碳纳米纤维进行置换反应，通过离子交换使铜碳纳米纤维中的铜单质置换为单质锡纳米颗粒，实现了单质锡纳米颗粒在碳纳米纤维中的均匀分散，通过本发明的方法可以实现单质锡纳米颗粒在碳纤维中的高比例掺入，同时还可以维持单质锡的微观结构稳定性，从而获得较高的可逆储钠容量但是目前钠离子电池存在一些问题：在对钠离子电池的负极生产的过程中，使用的材料较为稀少价格较高，影响电池的生产成本；2、钠离子电池的负极存储的钠离子数量较大，导致电池的电能蓄积交底，影响电池的容量。因此，需要设计一种低成本钠离子电池负极材料的制备方法及其电池。


技术实现要素：

3.本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种低成本钠离子电池负极材料的制备方法及其电池，解决了背景技术中提到的问题。
4.为了解决上述问题，本发明提供了一种低成本钠离子电池负极材料的制备方法及其电池技术方案：
5.一种低成本钠离子电池负极材料的制备方法，包括如下步骤：
6.步骤一、按照重量准备如下材料：木质素磺酸钠、椰壳碎块、酚醛树脂；
7.步骤二、将木质素磺酸钠和椰壳碎块进行混合粉碎，粉碎后放入到式炉中并冲入过量的氮气后加热到350℃、保温1小时，然后再次升温到1000℃、保温1.5小时，便可得到前炭；
8.步骤三、将冷却到室温的前炭放入到研磨机的内部进行研磨，然后进行三次酸洗和三次碱洗，洗涤完成后用离子水对其前炭粉进行冲洗，使其滤液呈中性；
9.步骤四、对上述前炭粉进行烘干，烘干后的前炭粉与酚醛树脂放入到研磨机中进行研磨，研磨后通过筛网进行过滤；
10.步骤五、将步骤四中混合后的粉末加水混合后放入到挤出机的内部，然后挤出碳棒，并定长切断；
11.步骤六、将上述碳棒放入到真空炉的内部进行干燥，在干燥完成后向真空炉的内部冲入过滤氮气后，以400℃煅烧2.5小时，便可得到钠离子电池负极材料。
12.作为优选，所述步骤四中的筛网目数为300目。
13.作为优选，所述步骤四中的烘干温度为100℃，烘干时长为24小时。
14.作为优选，所述步骤六中的真空炉温度为120℃，干燥时长为10小时。
15.一种低成本钠离子电池负极材料的电池，包括电池外壳，所述电池外壳的上端固定连接有电池盖，所述电池盖的上端固定连接有两个对称分布电极座，所述电池外壳的内部固定连接有正极板，所述正极板上固定连接有阳极氧化层，其中一个所述电极座与所述正极板固定连接，所述电池外壳的内部固定连接有负极板，另一个所述电极座与所述负极板固定连接，所述电池外壳的内部固定连接有隔膜，所述隔膜与所述电池盖固定连接，所述负极板的外侧固定连接有导电杆，所述导电杆的的一端固定连接有导电座，所述导电座的内部固定连接有负极碳棒，所述负极碳棒的内部开设有通孔，所述导电座上开设有透液孔，通孔可以在增加负极碳棒的表面积，可以增加钠离子的存储面积。
16.作为优选，所述电池盖上设置有加液口，所述电池盖上铰接有提手，提手可以使得电池更加便于拿持。
17.作为优选，所述负极板与所述电池盖接触，所述正极板与所述电池盖接触，负极板可以对电流进行传递。
18.作为优选，所述负极板的内部固定连接有支撑杆，所述电极座的上端固定连接有端子，所述端子的外侧通过螺纹连接有绝缘盖，所述绝缘盖与所述电极座接触，支撑杆可以对负极板进行支撑。
19.本发明的有益效果是：本发明涉及一种低成本钠离子电池负极材料的制备方法及其电池，具有负极材料的制造成本低与负极对钠离子的存储量高的特点，在具体的使用中，与传统的低成本钠离子电池负极材料的制备方法及其电池相比较而言，本低成本钠离子电池负极材料的制备方法及其电池具有以下有益效果：
20.首先，通过使用椰壳来作为碳基材料制造硬炭，椰壳与木质素磺酸钠碳化后粉碎成300目一下的粉末后制成碳棒，可以作为钠离子电池的负极，椰壳作为优质的可再生资源，并且属于餐饮废料，从而可以有效的降低成本。
21.其次，在将碳棒制成梅花形，并在内部开设通孔，可以有效的增加负极材料的表面积，可以增加碳棒对钠离子的存储量，从而可以有效的提升电池的储电量。
附图说明：
22.为了易于说明，本发明由下述的具体实施及附图作以详细描述。
23.图1为本发明的整体结构立体图；
24.图2为本发明的图1的正视剖视图；
25.图3为本发明的图2的负极碳棒的仰视放大图；
26.图4为本发明的图2的a部结构放大图；
27.图5为本发明的图2的b部结构放大图。
28.图中：1、电池外壳；2、电池盖；3、电极座；4、正极板；5、阳极氧化层；6、负极板；7、导电杆；8、导电座；9、负极碳棒；10、通孔；11、透液孔；12、隔膜；13、支撑杆；14、加液口；15、提手；16、端子；17、绝缘盖。
具体实施方式：
29.如图1-5所示，本具体实施方式采用以下技术方案：
30.实施例：
31.一种低成本钠离子电池负极材料的制备方法，包括如下步骤：
32.步骤一、按照重量准备如下材料：木质素磺酸钠、椰壳碎块、酚醛树脂；
33.步骤二、将木质素磺酸钠和椰壳碎块进行混合粉碎，粉碎后放入到式炉中并冲入过量的氮气后加热到350℃、保温1小时，然后再次升温到1000℃、保温1.5小时，便可得到前炭；
34.步骤三、将冷却到室温的前炭放入到研磨机的内部进行研磨，然后进行三次酸洗和三次碱洗，洗涤完成后用离子水对其前炭粉进行冲洗，使其滤液呈中性；
35.步骤四、对上述前炭粉进行烘干，烘干后的前炭粉与酚醛树脂放入到研磨机中进行研磨，研磨后通过筛网进行过滤；
36.步骤五、将步骤四中混合后的粉末加水混合后放入到挤出机的内部，然后挤出碳棒，并定长切断；
37.步骤六、将上述碳棒放入到真空炉的内部进行干燥，在干燥完成后向真空炉的内部冲入过滤氮气后，以400℃煅烧2.5小时，便可得到钠离子电池负极材料。
38.其中，所述步骤四中的筛网目数为300目。
39.其中，所述步骤四中的烘干温度为100℃，烘干时长为24小时。
40.其中，所述步骤六中的真空炉温度为120℃，干燥时长为10小时。
41.一种低成本钠离子电池负极材料的电池，包括电池外壳1，所述电池外壳1的上端固定连接有电池盖2，所述电池盖2的上端固定连接有两个对称分布电极座 3，所述电池外壳1的内部固定连接有正极板 4，所述正极板4上固定连接有阳极氧化层5，其中一个所述电极座3与所述正极板4固定连接，所述电池外壳1的内部固定连接有负极板6，另一个所述电极座3与所述负极板6固定连接，所述电池外壳1的内部固定连接有隔膜12，所述隔膜12与所述电池盖2固定连接，所述负极板6的外侧固定连接有导电杆7，所述导电杆7的的一端固定连接有导电座 8，所述导电座8的内部固定连接有负极碳棒 9，所述负极碳棒9的内部开设有通孔 10，所述导电座8上开设有透液孔 11，通孔10可以在增加负极碳棒9的表面积，可以增加钠离子的存储面积。
42.其中，所述电池盖2上设置有加液口14，所述电池盖2上铰接有提手15，提手15可以使得电池更加便于拿持。
43.其中，所述负极板6与所述电池盖2接触，所述正极板4与所述电池盖2接触，负极板6可以对电流进行传递。
44.其中，所述负极板6的内部固定连接有支撑杆13，所述电极座3的上端固定连接有端子 16，所述端子16的外侧通过螺纹连接有绝缘盖 17，所述绝缘盖17与所述电极座3接触，支撑杆13可以对负极板6进行支撑。
45.本发明的使用状态为：在对电池进行充电时，阳极氧化层5内部的钠离子从中析出进入到电解质的内部，透过隔膜12进入到负极的电解质中，并通过电解质吸附在负极碳棒9的表面与通孔10的内壁处，可以有效的提升对钠离子的吸附能力的提升，从而可以提升电池的存储电量的数量。
46.以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本
发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

技术特征：
1.一种低成本钠离子电池负极材料的制备方法，包括如下步骤：步骤一、按照重量准备如下材料：木质素磺酸钠、椰壳碎块、酚醛树脂；步骤二、将木质素磺酸钠和椰壳碎块进行混合粉碎，粉碎后放入到式炉中并冲入过量的氮气后加热到350℃、保温1小时，然后再次升温到1000℃、保温1.5小时，便可得到前炭；步骤三、将冷却到室温的前炭放入到研磨机的内部进行研磨，然后进行三次酸洗和三次碱洗，洗涤完成后用离子水对其前炭粉进行冲洗，使其滤液呈中性；步骤四、对上述前炭粉进行烘干，烘干后的前炭粉与酚醛树脂放入到研磨机中进行研磨，研磨后通过筛网进行过滤；步骤五、将步骤四中混合后的粉末加水混合后放入到挤出机的内部，然后挤出碳棒，并定长切断；步骤六、将上述碳棒放入到真空炉的内部进行干燥，在干燥完成后向真空炉的内部冲入过滤氮气后，以400℃煅烧2.5小时，便可得到钠离子电池负极材料。2.根据权利要求1所述的一种低成本钠离子电池负极材料的制备方法，其特征在于：所述步骤四中的筛网目数为300目。3.根据权利要求1所述的一种低成本钠离子电池负极材料的制备方法，其特征在于：所述步骤四中的烘干温度为100℃，烘干时长为24小时。4.根据权利要求1所述的一种低成本钠离子电池负极材料的制备方法，其特征在于：所述步骤六中的真空炉温度为120℃，干燥时长为10小时。5.一种低成本钠离子电池负极材料的电池，包括电池外壳(1)，其特征在于：所述电池外壳(1)的上端固定连接有电池盖(2)，所述电池盖(2)的上端固定连接有两个对称分布电极座(3)，所述电池外壳(1)的内部固定连接有正极板(4)，所述正极板(4)上固定连接有阳极氧化层(5)，其中一个所述电极座(3)与所述正极板(4)固定连接，所述电池外壳(1)的内部固定连接有负极板(6)，另一个所述电极座(3)与所述负极板(6)固定连接，所述电池外壳(1)的内部固定连接有隔膜(12)，所述隔膜(12)与所述电池盖(2)固定连接，所述负极板(6)的外侧固定连接有导电杆(7)，所述导电杆(7)的的一端固定连接有导电座(8)，所述导电座(8)的内部固定连接有负极碳棒(9)，所述负极碳棒(9)的内部开设有通孔(10)，所述导电座(8)上开设有透液孔(11)。6.根据权利要求5所述的一种低成本钠离子电池负极材料的电池，其特征在于：所述电池盖(2)上设置有加液口(14)，所述电池盖(2)上铰接有提手(15)。7.根据权利要求5所述的一种低成本钠离子电池负极材料的电池，其特征在于：所述负极板(6)与所述电池盖(2)接触，所述正极板(4)与所述电池盖(2)接触。8.根据权利要求5所述的一种低成本钠离子电池负极材料的电池，其特征在于：所述负极板(6)的内部固定连接有支撑杆(13)，所述电极座(3)的上端固定连接有端子(16)，所述端子(16)的外侧通过螺纹连接有绝缘盖(17)，所述绝缘盖(17)与所述电极座(3)接触。

技术总结
本发明公开了一种低成本钠离子电池负极材料的制备方法，包括如下步骤：步骤一、按照重量准备如下材料：木质素磺酸钠、椰壳碎块、酚醛树脂；步骤二、将木质素磺酸钠和椰壳碎块进行混合粉碎，粉碎后放入到式炉中并冲入过量的氮气后加热到350℃、保温1小时，然后再次升温到1000℃、保温1.5小时，便可得到前炭；步骤三、将冷却到室温的前炭放入到研磨机的内部进行研磨，然后进行三次酸洗和三次碱洗，洗涤完成后用离子水对其前炭粉进行冲洗，使其滤液呈中性。本发明涉及一种低成本钠离子电池负极材料的制备方法及其电池，具有负极材料的制造成本低与负极对钠离子的存储量高的特点。低与负极对钠离子的存储量高的特点。低与负极对钠离子的存储量高的特点。


技术研发人员：常传杰 李铁柱 曹立 柯希 王迪 王红伟 李洪涛
受保护的技术使用者：河南克能新能源科技有限公司
技术研发日：2023.03.09
技术公布日：2023/7/22