FR3137506A1 - METHOD FOR PREPARING HIGH-PERFORMANCE HARD CARBON MATERIAL AND USE THEREOF - Google Patents
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Abstract
PROCÉDÉ DE PRÉPARATION D’UN MATÉRIAU EN CARBONE DUR À HAUTE PERFORMANCE ET SON UTILISATION La présente demande divulgue un procédé de préparation d’un matériau en carbone dur à haute performance et son utilisation. L’amidon, le phosphate et l’eau sont mélangés pour l’imprégnation, et le matériau imprégné est séché pour obtenir de l’amidon post-imprégné, et l’amidon post-imprégné est soumis à un traitement thermique sous atmosphère inerte pour obtenir des microsphères de carbone à base d’amidon, et un gaz mixte de dioxyde de carbone et d’un gaz inerte est introduit dans les microsphères de carbone à base d’amidon pour la réaction de carbonisation afin d’obtenir le matériau en carbone dur. Dans la présente demande, l’amidon et le phosphate sont mélangés pour une réaction de réticulation, et le matériau est dopé N en introduisant un groupe amino, et soumis à une réaction de carbonisation après que l’amidon et le phosphate subissent une réaction de réticulation. La matière première est maintenue sphérique ronde pendant tout le processus, ce qui permet d’éviter le problème de carbonisation directe pour produire du carbone grumeleux mousseux, évitant ainsi l’augmentation du film SEI et donc la diminution de la capacité spécifique et du rendement initial.METHOD FOR PREPARING A HIGH-PERFORMANCE HARD CARBON MATERIAL AND ITS USE The present application discloses a process for preparing a high-performance hard carbon material and its use. Starch, phosphate and water are mixed for impregnation, and the impregnated material is dried to obtain post-impregnated starch, and the post-impregnated starch is subjected to heat treatment under an inert atmosphere to obtaining starch-based carbon microspheres, and a mixed gas of carbon dioxide and an inert gas is introduced into the starch-based carbon microspheres for the carbonization reaction to obtain the carbon material hard. In the present application, starch and phosphate are mixed for a cross-linking reaction, and the material is N-doped by introducing an amino group, and subjected to a carbonization reaction after the starch and phosphate undergo a cross-linking reaction. crosslinking. The raw material is kept spherical round during the whole process, which can avoid the problem of direct carbonization to produce foamy lumpy carbon, thus avoiding the increase of SEI film and therefore the decrease of specific capacity and initial yield .
Description
La présente demande se rapporte au domaine technique des matériaux d’anode pour des batteries au sodium-ion, en particulier à un procédé de préparation d’un matériau en carbone dur à haute performance et à l’utilisation de celui-ci.The present application relates to the technical field of anode materials for sodium-ion batteries, in particular to a method for preparing a high-performance hard carbon material and to the use thereof.
Les batteries au lithium-ion (LiB) sont largement utilisées comme batteries rechargeables pour les appareils électroniques portables et les véhicules électriques. Cependant, la rareté croissante et le prix élevé des ressources de lithium, ainsi que la nature dangereuse des batteries fabriquées à partir du lithium, ont inhibé l’utilisation des LiB dans les systèmes de stockage d’énergie à grande échelle. Le sodium et le lithium appartiennent au même groupe principal, ont des propriétés chimiques similaires, et ont des réserves importantes dans la nature et des prix bas. Pour ces raisons, le sodium est actuellement l’élément le plus souhaitable pour remplacer le lithium dans les batteries rechargeables pour les systèmes de stockage d’énergie, et des matériaux d’électrode avancés sont essentiels au développement des batteries au sodium-ion.Lithium-ion (LiB) batteries are widely used as rechargeable batteries for portable electronic devices and electric vehicles. However, the increasing scarcity and high price of lithium resources, as well as the hazardous nature of batteries made from lithium, have inhibited the use of LiBs in large-scale energy storage systems. Sodium and lithium belong to the same main group, have similar chemical properties, and have large reserves in nature and low prices. For these reasons, sodium is currently the most desirable element to replace lithium in rechargeable batteries for energy storage systems, and advanced electrode materials are essential for the development of sodium-ion batteries.
De nombreux matériaux d’électrode positive de SiB ont été largement étudiés ces dernières années, y compris les oxydes en couches, les oxydes à effet tunnel, les sels de sodium polyanioniques et les analogues du bleu de Prusse. Cependant, les matériaux d’électrode négative pour les batteries au sodium-ion sont très limités en raison du grand rayon ionique du sodium. En raison du grand rayon ionique du sodium, les électrolytes à base de carbonates dans les électrodes négatives à base de sodium ne peuvent pas être utilisés dans le graphite (espacement des couches d de 0,335 nm), qui est largement utilisé dans les LiB. D’autres matériaux d’électrode négative ont été largement étudiés, y compris le carbone dur (HC) non graphité, des alliages, des oxydes et des composés organiques. La plupart d’entre eux subissent une énorme expansion de volume lors de l’insertion des ions sodium, entraînant une décroissance irréversible de capacité. Actuellement, les matériaux HC avec des couches de type graphite orientées de manière aléatoire sont parmi les matériaux d’électrode négative de SiB les plus prometteurs en raison de leur capacité réversible élevée proche de 350 mAhg-1, de leur potentiel moyen approprié ~0,15 V par rapport à Na/Na+et de leur excellente stabilité de cyclage.Many SiB positive electrode materials have been widely studied in recent years, including layered oxides, tunneling oxides, polyanionic sodium salts, and Prussian blue analogues. However, negative electrode materials for sodium-ion batteries are very limited due to the large ionic radius of sodium. Due to the large ionic radius of sodium, carbonate-based electrolytes in sodium-based negative electrodes cannot be used in graphite (d-layer spacing of 0.335 nm), which is widely used in LiBs. Other negative electrode materials have been widely studied, including non-graphitized hard carbon (HC), alloys, oxides, and organic compounds. Most of them undergo an enormous volume expansion upon insertion of sodium ions, resulting in an irreversible capacitance decay. Currently, HC materials with randomly oriented graphite-like layers are among the most promising SiB negative electrode materials due to their high reversible capacity close to 350 mAhg -1 , suitable average potential ~0, 15 V compared to Na/Na + and their excellent cycling stability.
Cependant, les matériaux d’électrode négative en carbone dur rapportés dans l’art antérieur souffrent encore d’un faible rendement initial, d’une faible capacité, d’une mauvaise performance multiplicatrice et d’une mauvaise stabilité de cyclage, qui restreignent sérieusement le développement et l’application commerciale des batteries au sodium-ion.However, the hard carbon negative electrode materials reported in the prior art still suffer from low initial efficiency, low capacity, poor multiplier performance and poor cycling stability, which seriously restrict the development and commercial application of sodium-ion batteries.
L’objectif de la présente demande est de résoudre au moins l’un des problèmes techniques de l’art antérieur décrits ci-dessus. À cette fin, la présente demande propose un procédé de préparation d’un matériau en carbone dur à haute performance et une application du matériau en carbone dur à haute performance.The objective of the present application is to resolve at least one of the technical problems of the prior art described above. To this end, the present application provides a method for preparing a high-performance hard carbon material and an application of the high-performance hard carbon material.
Selon un aspect de la présente demande, un procédé de préparation d’un matériau en carbone dur est proposé, comprenant les étapes suivantes :
According to one aspect of the present application, a process for preparing a hard carbon material is proposed, comprising the following steps:
S1 : le mélange d’amidon, de phosphate et d’eau pour l’imprégnation, et le séchage du matériau imprégné pour obtenir de l’amidon post-imprégné ; où le phosphate est au moins l’un parmi le dihydrogénophosphate d’ammonium ou l’hydrogénophosphate de diammonium ;
S1: mixing starch, phosphate and water for impregnation, and drying the impregnated material to obtain post-impregnated starch; wherein the phosphate is at least one of ammonium dihydrogen phosphate or diammonium hydrogen phosphate;
S2 : la soumission de l’amidon post-imprégné à un traitement thermique sous atmosphère inerte pour obtenir des microsphères de carbone à base d’amidon ; et
S2: subjecting the post-impregnated starch to heat treatment under an inert atmosphere to obtain starch-based carbon microspheres; And
S3 : l’introduction d’un gaz mixte de dioxyde de carbone et d’un gaz inerte dans les microsphères de carbone à base d’amidon pour la réaction de carbonisation, afin d’obtenir le matériau en carbone dur.S3: introducing a mixed gas of carbon dioxide and an inert gas into the starch-based carbon microspheres for the carbonization reaction, to obtain the hard carbon material.
Dans certains modes de réalisation de la présente demande, à l’étape S1, l’amidon est choisi entre un ou plusieurs parmi l’amidon de maïs, l’amidon de haricot mungo, l’amidon de pomme de terre, l’amidon de blé, l’amidon de tapioca, l’amidon de racine de lotus, l’amidon de riz ou l’amidon de patate douce.In certain embodiments of the present application, in step S1, the starch is chosen from one or more of corn starch, mung bean starch, potato starch, starch wheat starch, tapioca starch, lotus root starch, rice starch or sweet potato starch.
Dans certains modes de réalisation de la présente demande, à l’étape S1, l’amidon a une taille de particule allant de 2 µm à 80 µm.In certain embodiments of the present application, in step S1, the starch has a particle size ranging from 2 µm to 80 µm.
Dans certains modes de réalisation de la présente demande, à l’étape S1, un rapport massique de l’amidon sur le phosphate est de (2 à 20) : 1.In certain embodiments of the present application, in step S1, a mass ratio of starch to phosphate is (2 to 20): 1.
Dans certains modes de réalisation de la présente demande, à l’étape S1, l’imprégnation est réalisée pendant 6h à 24h.In certain embodiments of the present application, in step S1, the impregnation is carried out for 6 hours to 24 hours.
Dans certains modes de réalisation de la présente demande, à l’étape S1, la quantité d’eau est de 2 fois à 4 fois la masse totale d’amidon et de phosphate.In certain embodiments of the present application, in step S1, the quantity of water is 2 times to 4 times the total mass of starch and phosphate.
Dans certains modes de réalisation de la présente demande, à l’étape S2, le traitement thermique est réalisé à une température allant de 150°C à 240°C. En outre, la température est élevée jusqu’à une température cible du traitement thermique à une vitesse de chauffage allant de 0,5°C/min à 15°C/min.In certain embodiments of the present application, in step S2, the heat treatment is carried out at a temperature ranging from 150°C to 240°C. Further, the temperature is raised to a target temperature of heat treatment at a heating rate ranging from 0.5°C/min to 15°C/min.
Dans certains modes de réalisation de la présente demande, à l’étape S2, le traitement thermique est réalisé pendant 4h à 16h.In certain embodiments of the present application, in step S2, the heat treatment is carried out for 4 hours to 16 hours.
Dans certains modes de réalisation de la présente demande, à l’étape S3, le rapport volumique du dioxyde de carbone et du gaz inerte est de 1 : (4 à 30). De préférence, le rapport volumique du dioxyde de carbone et du gaz inerte est de 1 : (4 à 15). Plus préférablement, le rapport volumique du dioxyde de carbone et du gaz inerte est de 1 : (8 à 12). Une augmentation du débit de gaz du dioxyde de carbone entraînera une augmentation correspondante de la surface spécifique du carbone dur. Une surface spécifique appropriée est avantageuse pour l’adsorption et le stockage des ions sodium, ce qui est avantageux pour l’augmentation de la capacité et du rendement initial du matériau en carbone dur, mais une surface spécifique excessive conduira à une augmentation du film SEI, ce qui entraînera une diminution de la capacité spécifique et du rendement initial, de sorte que le débit de gaz du dioxyde de carbone doit être régulé dans une plage appropriée.In some embodiments of the present application, in step S3, the volume ratio of carbon dioxide and inert gas is 1: (4 to 30). Preferably, the volume ratio of carbon dioxide and inert gas is 1: (4 to 15). More preferably, the volume ratio of carbon dioxide and inert gas is 1:(8 to 12). An increase in the gas flow rate of carbon dioxide will result in a corresponding increase in the specific surface area of hard carbon. Appropriate specific surface area is advantageous for the adsorption and storage of sodium ions, which is beneficial for increasing the capacity and initial yield of hard carbon material, but excessive specific surface area will lead to an increase in film SEI , which will cause the specific capacity and initial efficiency to decrease, so the gas flow rate of carbon dioxide should be regulated within an appropriate range.
Dans certains modes de réalisation de la présente demande, à l’étape S3, le dioxyde de carbone a un débit allant de 5 mL/min à 20 mL/min. De préférence, le débit du dioxyde de carbone est de 5 mL/min à 10 mL/min.In some embodiments of the present application, in step S3, the carbon dioxide has a flow rate ranging from 5 mL/min to 20 mL/min. Preferably, the carbon dioxide flow rate is 5 mL/min to 10 mL/min.
Dans certains modes de réalisation de la présente demande, à l’étape S3, la réaction de carbonisation est réalisée à une température allant de 1100°C à 1500°C.In certain embodiments of the present application, in step S3, the carbonization reaction is carried out at a temperature ranging from 1100°C to 1500°C.
Dans certains modes de réalisation de la présente demande, à l’étape S3, la réaction de carbonisation est réalisée pendant 1h à 8h.In certain embodiments of the present application, in step S3, the carbonization reaction is carried out for 1 hour to 8 hours.
Dans certains modes de réalisation de la présente demande, à l’étape S3, la réaction de carbonisation est comme suit : la disposition des microsphères de carbone à base d’amidon dans un four à haute température, l’introduction du gaz inerte pour une purge pendant 30 min à 120 min, ensuite l’élévation de la température jusqu’à une température de carbonisation cible, et lorsque la température de carbonisation cible est atteinte, l’introduction du gaz mixte pour réaliser la réaction de carbonisation. En outre, un débit de la purge de gaz inerte est de 50 mL/min à 150 mL/min. En outre, la température est élevée jusqu’à une température de carbonisation cible à une vitesse de chauffage allant de 0,5°C/min à 10°C/min.In some embodiments of the present application, in step S3, the carbonization reaction is as follows: arranging the starch-based carbon microspheres in a high temperature oven, introducing the inert gas for purging for 30 min to 120 min, then raising the temperature to a target carbonization temperature, and when the target carbonization temperature is reached, introducing the mixed gas to carry out the carbonization reaction. In addition, a flow rate of the inert gas purge is 50 mL/min to 150 mL/min. Further, the temperature is raised to a target carbonization temperature at a heating rate ranging from 0.5°C/min to 10°C/min.
Dans certains modes de réalisation de la présente demande, à l’étape S3, le matériau en carbone dur a une surface spécifique allant de 2 m²/g à 5 m²/g.In certain embodiments of the present application, in step S3, the hard carbon material has a specific surface area ranging from 2 m²/g to 5 m²/g.
La présente demande propose en outre l’utilisation du matériau en carbone dur préparé par le procédé de préparation ci-dessus dans la préparation de batteries au sodium-ion.The present application further proposes the use of the hard carbon material prepared by the above preparation method in the preparation of sodium ion batteries.
Selon un mode de réalisation préféré de la présente demande, il présente au moins les effets avantageux suivants.According to a preferred embodiment of the present application, it has at least the following advantageous effects.
1. Dans la présente demande, l’amidon et le phosphate sont mélangés pour une réaction de réticulation, principalement de la manière suivante : sous atmosphère inerte et traitement thermique à une certaine température, le groupe hydroxyle dans l’amidon réagira avec les ions hydrogénophosphate pour la déshydratation, et les ions ammonium réagiront avec le groupe hydroxyle sur la molécule d’amidon pour l’amination de l’hydroxyle, tandis que dans le processus de chauffage, certains ions ammonium du dihydrogénophosphate d’ammonium ou de l’hydrogénophosphate de diammonium se décomposeront pour produire NH3, et NH3réagira avec le groupe hydroxyle dans la molécule d’amidon pour la déshydratation, pour produire -NH2, et le matériau est dopé N en introduisant des groupes amino, ce qui permet à deux molécules d’amidon ou plus de se réticuler ensemble et de former une structure de réseau spatial, rendant la structure moléculaire de l’amidon plus stable et évitant la pyrolyse directe de l’amidon en petites molécules, réduisant ainsi le rendement en carbone ; en même temps, l’amidon et le phosphate subissent une réaction de réticulation avant la réaction de carbonisation, et la matière première est maintenue sphérique ronde pendant tout le processus, évitant ainsi la carbonisation directe pour produire du carbone grumeleux mousseux, évitant ainsi l’augmentation du film SEI et la diminution de la capacité spécifique et du rendement initial. De plus, le dopage à l’azote améliore la conductivité électrique du matériau et augmente les sites actifs du matériau en carbone dur, améliorant ainsi davantage la capacité spécifique, la performance multiplicatrice et la durée de vie du carbone dur dans les batteries au sodium-ion.1. In the present application, starch and phosphate are mixed for cross-linking reaction, mainly in the following way: under inert atmosphere and heat treatment at a certain temperature, the hydroxyl group in starch will react with hydrogen phosphate ions for dehydration, and the ammonium ions will react with the hydroxyl group on the starch molecule for the amination of hydroxyl, while in the heating process, some ammonium ions from ammonium dihydrogen phosphate or ammonium hydrogen phosphate diammonium will decompose to produce NH 3 , and NH 3 will react with the hydroxyl group in the starch molecule for dehydration, to produce -NH 2 , and the material is N doped by introducing amino groups, allowing two molecules starch or more to cross-link together and form a spatial network structure, making the molecular structure of starch more stable and avoiding direct pyrolysis of starch into small molecules, thereby reducing the carbon yield; at the same time, the starch and phosphate undergo cross-linking reaction before the carbonization reaction, and the raw material is kept spherical round during the whole process, thus avoiding direct carbonization to produce foamy lumpy carbon, thus avoiding the increase in film SEI and decrease in specific capacity and initial yield. In addition, nitrogen doping improves the electrical conductivity of the material and increases the active sites of the hard carbon material, thereby further improving the specific capacity, multiplier performance and service life of hard carbon in sodium batteries. ion.
2. La présente demande utilise de l’amidon comme matière première pour préparer un matériau en carbone dur, qui a une large source de matière première et un prix bas.2. The present application uses starch as raw material to prepare hard carbon material, which has a wide raw material source and low price.
3. La présente demande introduit le CO2comme agent porogène pour former des pores sur le matériau pendant le processus de carbonisation, et la structure poreuse nanométrique obtenue est propice au stockage des ions sodium, améliorant ainsi la capacité réversible des batteries au sodium-ion.3. The present application introduces CO 2 as a pore-forming agent to form pores on the material during the carbonization process, and the resulting nano-sized porous structure is conducive to the storage of sodium ions, thereby improving the reversible capacity of sodium-ion batteries .
4. Le procédé de préparation de la présente demande a peu d’étapes de processus, un processus simple, une faible consommation d’énergie, un degré de fonctionnement élevé, un faible coût de production et convient à une production à grande échelle.4. The preparation method of the present application has few process steps, simple process, low energy consumption, high operation degree, low production cost, and is suitable for large-scale production.
La présente demande est décrite plus en détail ci-dessous conjointement avec les exemples et les dessins annexés.The present application is described in more detail below in conjunction with the accompanying examples and drawings.
Ce qui suit sera une description claire et complète de la conception de la présente demande et des effets techniques produits conjointement avec les exemples, afin de bien comprendre l’objectif, les caractéristiques et les effets de la présente demande. Apparemment, les exemples décrits ne sont qu’une partie des exemples de la présente demande, pas tous. Sur la base des exemples de la présente demande, d’autres exemples obtenus par l’homme du métier sans travail créatif entrent dans le domaine de protection de la présente demande.The following will be a clear and complete description of the design of this application and the technical effects produced in conjunction with the examples, in order to fully understand the objective, characteristics and effects of this application. Apparently, the examples described are only part of the examples in the present application, not all. Based on the examples in the present application, other examples obtained by those skilled in the art without creative work fall within the scope of protection of the present application.
Un matériau d’électrode négative en carbone dur pour des batteries au sodium-ion a été préparé selon le présent exemple, qui comprenait les étapes suivantes.A hard carbon negative electrode material for sodium-ion batteries was prepared according to the present example, which included the following steps.
(1) De l’amidon de maïs d’une taille de particule allant de 2 μm à 80 μm a été utilisé comme matière première et a été mélangé avec de l’hydrogénophosphate de diammonium selon un rapport massique de 5 : 1, et ensuite de l’eau a été ajoutée pour l’imprégnation mixte, la quantité d’eau était 3 fois la masse totale de la poudre mixte d’amidon de maïs et d’hydrogénophosphate de diammonium, et l’eau a été séchée après 12h d’imprégnation pour obtenir de l’amidon imprégné d’hydrogénophosphate de diammonium.(1) Corn starch with a particle size ranging from 2 μm to 80 μm was used as raw material and was mixed with diammonium hydrogen phosphate at a mass ratio of 5:1, and then water was added for mixed impregnation, the amount of water was 3 times the total mass of the corn starch and diammonium hydrogen phosphate mixed powder, and the water was dried after 12 h impregnation to obtain starch impregnated with diammonium hydrogen phosphate.
(2) L’amidon imprégné obtenu à partir de l’étape (1) a été placé dans un four à tubes, sous la protection de N2, chauffé à 160°C à une vitesse de chauffage de 5°C/min, soumis à un traitement thermique thermostatique pendant 10h, et refroidi à température ambiante pour obtenir des microsphères de carbone à base d’amidon.(2) The impregnated starch obtained from step (1) was placed in a tube oven, under the protection of N 2 , heated to 160°C at a heating rate of 5°C/min, subjected to a thermostatic heat treatment for 10 h, and cooled to room temperature to obtain starch-based carbon microspheres.
(3) Les microsphères de carbone à base d’amidon obtenues à l’étape (2) ont été placées dans un four à haute température, du N2a été introduit pour la purge, le débit de N2était de 100 mL/min, et après une purge pendant 30 min, chauffées en continu jusqu’à la température de carbonisation cible de 1400°C à une vitesse de chauffage de 5°C/min, et lorsque la température de carbonisation cible a été atteinte, un gaz mixte de dioxyde de carbone et de N2avec un rapport volumique de 1 : 10 a été introduit, avec le débit de dioxyde de carbone étant de 10 mL/min, et soumises à un traitement thermique thermostatique pendant 2h à la température cible, et refroidies à température ambiante, et ensuite le matériau en carbone dur à haute performance a été obtenu. Les teneurs en C, N, O et P ont été présentées dans le Tableau 1.
La
La
La
La
Un matériau d’électrode négative en carbone dur pour des batteries au sodium-ion a été préparé selon le présent exemple, qui comprenait les étapes suivantes.A hard carbon negative electrode material for sodium-ion batteries was prepared according to the present example, which included the following steps.
(1) De l’amidon de maïs d’une taille de particule allant de 2 μm à 80 μm a été utilisé comme matière première, et a été mélangé avec de l’hydrogénophosphate de diammonium selon un rapport massique de 5 : 1, et ensuite de l’eau a été ajoutée pour l’imprégnation mixte, la quantité d’eau était 2 fois la masse totale de la poudre mixte d’amidon de maïs et d’hydrogénophosphate de diammonium, et l’eau a été séchée après 12h d’imprégnation pour obtenir de l’amidon imprégné d’hydrogénophosphate de diammonium.(1) Corn starch with a particle size ranging from 2 μm to 80 μm was used as raw material, and was mixed with diammonium hydrogen phosphate at a mass ratio of 5:1, and then water was added for mixed impregnation, the amount of water was 2 times the total mass of the mixed powder of corn starch and diammonium hydrogen phosphate, and the water was dried after 12h impregnation to obtain starch impregnated with diammonium hydrogen phosphate.
(2) L’amidon imprégné obtenu à partir de l’étape (1) a été placé dans un four à tubes, sous la protection de N2, chauffé à 180°C à une vitesse de chauffage de 5°C/min, soumis à un traitement thermique thermostatique pendant 8h, et refroidi à température ambiante pour obtenir des microsphères de carbone à base d’amidon.(2) The impregnated starch obtained from step (1) was placed in a tube oven, under the protection of N 2 , heated to 180°C at a heating rate of 5°C/min, subjected to a thermostatic heat treatment for 8 h, and cooled to room temperature to obtain starch-based carbon microspheres.
(3) Les microsphères de carbone à base d’amidon obtenues à l’étape (2) ont été placées dans un four à haute température, du N2a été introduit pour la purge avec le débit de N2étant de 100 mL/min, et après une purge pendant 30 min, chauffées en continu jusqu’à la température de carbonisation cible de 1300°C à une vitesse de chauffage de 5°C/min, et lorsque la température de carbonisation cible a été atteinte, un gaz mixte de dioxyde de carbone et de N2avec un rapport volumique de 1 : 10 a été introduit, avec le débit du dioxyde de carbone étant de 10 mL/min, et soumises à un traitement thermique thermostatique pendant 3h à la température cible, et refroidies à température ambiante, et ensuite le matériau en carbone dur à haute performance a été obtenu.(3) The starch-based carbon microspheres obtained in step (2) were placed in a high temperature oven, N 2 was introduced for purging with the flow rate of N 2 being 100 mL/ min, and after purging for 30 min, continuously heated to the target carbonization temperature of 1300°C at a heating rate of 5°C/min, and when the target carbonization temperature has been reached, a gas mixed carbon dioxide and N 2 with a volume ratio of 1:10 was introduced, with the flow rate of carbon dioxide being 10 mL/min, and subjected to thermostatic heat treatment for 3 h at the target temperature, and cooled to room temperature, and then the high-performance hard carbon material was obtained.
Un matériau d’électrode négative en carbone dur pour des batteries au sodium-ion a été préparé selon le présent exemple, qui comprenait les étapes suivantes.A hard carbon negative electrode material for sodium ion batteries was prepared according to the present example, which included the following steps.
(1) De l’amidon de maïs d’une taille de particule allant de 2 μm à 80 μm a été utilisé comme matière première, et a été mélangé avec de l’hydrogénophosphate de diammonium selon un rapport massique de 5 : 1, et ensuite de l’eau a été ajoutée pour l’imprégnation mixte, la quantité d’eau était 4 fois la masse totale de la poudre mixte d’amidon de maïs et d’hydrogénophosphate de diammonium, et l’eau a été séchée après 12h d’imprégnation pour obtenir de l’amidon imprégné d’hydrogénophosphate de diammonium.(1) Corn starch with a particle size ranging from 2 μm to 80 μm was used as raw material, and was mixed with diammonium hydrogen phosphate at a mass ratio of 5:1, and then water was added for mixed impregnation, the amount of water was 4 times the total mass of the mixed powder of corn starch and diammonium hydrogen phosphate, and the water was dried after 12h impregnation to obtain starch impregnated with diammonium hydrogen phosphate.
(2) L’amidon imprégné obtenu à partir de l’étape (1) a été placé dans un four à tubes, sous la protection de N2, chauffé à 210°C à une vitesse de chauffage de 5°C/min, soumis à un traitement thermique thermostatique pendant 6h, et refroidi à température ambiante pour obtenir des microsphères de carbone à base d’amidon.(2) The impregnated starch obtained from step (1) was placed in a tube oven, under the protection of N 2 , heated to 210°C at a heating rate of 5°C/min, subjected to thermostatic heat treatment for 6 h, and cooled to room temperature to obtain starch-based carbon microspheres.
(3) Les microsphères de carbone à base d’amidon obtenues à l’étape (2) ont été placées dans un four à haute température, du N2a été introduit pour la purge, avec le débit de N2étant de 100 mL/min, et après une purge pendant 60 min, chauffées en continu jusqu’à la température de carbonisation cible de 1200°C à une vitesse de chauffage de 5°C/min, et lorsque la température de carbonisation cible a été atteinte, un gaz mixte de dioxyde de carbone et de N2avec un rapport volumique de 1 : 10 a été introduit, avec le débit du dioxyde de carbone étant de 10 mL/min, et soumises à un traitement thermique thermostatique pendant 3h à la température cible, et refroidies à température ambiante, et ensuite le matériau en carbone dur à haute performance a été obtenu.(3) The starch-based carbon microspheres obtained in step (2) were placed in a high temperature oven, N 2 was introduced for purging, with the flow rate of N 2 being 100 mL /min, and after purging for 60 min, continuously heated to the target carbonization temperature of 1200°C at a heating rate of 5°C/min, and when the target carbonization temperature has been reached, a mixed gas of carbon dioxide and N 2 with a volume ratio of 1:10 was introduced, with the flow rate of carbon dioxide being 10 mL/min, and subjected to thermostatic heat treatment for 3h at the target temperature, and cooled to room temperature, and then the high-performance hard carbon material was obtained.
Un matériau d’électrode négative en carbone dur pour des batteries au sodium-ion a été préparé selon le présent exemple, qui comprenait les étapes suivantes.A hard carbon negative electrode material for sodium-ion batteries was prepared according to the present example, which included the following steps.
(1) De l’amidon de maïs d’une taille de particule allant de 2 μm à 80 μm a été utilisé comme matière première, et a été mélangé avec de l’hydrogénophosphate de diammonium selon un rapport massique de 10 : 1, et ensuite de l’eau a été ajoutée pour l’imprégnation mixte, la quantité d’eau était 3 fois la masse totale de la poudre mixte d’amidon de maïs et d’hydrogénophosphate de diammonium, et l’eau a été séchée après 18h d’imprégnation pour obtenir de l’amidon imprégné d’hydrogénophosphate de diammonium.(1) Corn starch with a particle size ranging from 2 μm to 80 μm was used as raw material, and was mixed with diammonium hydrogen phosphate at a mass ratio of 10:1, and then water was added for mixed impregnation, the amount of water was 3 times the total mass of the mixed powder of corn starch and diammonium hydrogen phosphate, and the water was dried after 18h impregnation to obtain starch impregnated with diammonium hydrogen phosphate.
(2) L’amidon imprégné obtenu à partir de l’étape (1) a été placé dans un four à tubes, sous la protection de N2, chauffé à 220°C à une vitesse de chauffage de 5°C/min, soumis à un traitement thermique thermostatique pendant 5h, et refroidi à température ambiante pour obtenir des microsphères de carbone à base d’amidon.(2) The impregnated starch obtained from step (1) was placed in a tube oven, under the protection of N 2 , heated to 220°C at a heating rate of 5°C/min, subjected to thermostatic heat treatment for 5 h, and cooled to room temperature to obtain starch-based carbon microspheres.
(3) Les microsphères de carbone à base d’amidon obtenues à l’étape (2) ont été placées dans un four à haute température, du N2a été introduit pour la purge, avec le débit de N2étant de 100 mL/min, et après une purge pendant 30 min, chauffées en continu jusqu’à la température de carbonisation cible de 1100°C à une vitesse de chauffage de 5°C/min, et lorsque la température de carbonisation cible a été atteinte, un gaz mixte de dioxyde de carbone et de N2avec un rapport volumique de 1 : 10 a été introduit, avec le débit du dioxyde de carbone étant de 10 mL/min, et soumises à un traitement thermique thermostatique pendant 4h à la température cible, et refroidies à température ambiante, et ensuite le matériau en carbone dur à haute performance a été obtenu.(3) The starch-based carbon microspheres obtained in step (2) were placed in a high temperature oven, N 2 was introduced for purging, with the flow rate of N 2 being 100 mL /min, and after purging for 30 min, continuously heated to the target carbonization temperature of 1100°C at a heating rate of 5°C/min, and when the target carbonization temperature has been reached, a mixed gas of carbon dioxide and N 2 with a volume ratio of 1:10 was introduced, with the flow rate of carbon dioxide being 10 mL/min, and subjected to thermostatic heat treatment for 4h at the target temperature, and cooled to room temperature, and then the high-performance hard carbon material was obtained.
Un matériau d’électrode négative en carbone dur pour des batteries au sodium-ion a été préparé selon le présent exemple, qui comprenait les étapes suivantes.A hard carbon negative electrode material for sodium-ion batteries was prepared according to the present example, which included the following steps.
(1) De l’amidon de maïs d’une taille de particule allant de 2 μm à 80 μm a été utilisé comme matière première, et a été mélangé avec de l’hydrogénophosphate de diammonium selon un rapport massique de 5 : 2, et ensuite de l’eau a été ajoutée pour l’imprégnation mixte, la quantité d’eau était 3 fois la masse totale de la poudre mixte d’amidon de maïs et d’hydrogénophosphate de diammonium, et l’eau a été séchée après 12h d’imprégnation pour obtenir de l’amidon imprégné d’hydrogénophosphate de diammonium.(1) Corn starch with a particle size ranging from 2 μm to 80 μm was used as raw material, and was mixed with diammonium hydrogen phosphate at a mass ratio of 5:2, and then water was added for mixed impregnation, the amount of water was 3 times the total mass of the mixed powder of corn starch and diammonium hydrogen phosphate, and the water was dried after 12h impregnation to obtain starch impregnated with diammonium hydrogen phosphate.
(2) L’amidon imprégné obtenu à partir de l’étape (1) a été placé dans un four à tubes, sous la protection de N2, chauffé à 160°C à une vitesse de chauffage de 5°C/min, soumis à un traitement thermique thermostatique pendant 10h, et refroidi à température ambiante pour obtenir des microsphères de carbone à base d’amidon.(2) The impregnated starch obtained from step (1) was placed in a tube oven, under the protection of N 2 , heated to 160°C at a heating rate of 5°C/min, subjected to a thermostatic heat treatment for 10 h, and cooled to room temperature to obtain starch-based carbon microspheres.
(3) Les microsphères de carbone à base d’amidon obtenues à l’étape (2) ont été placées dans un four à haute température, du N2a été introduit pour la purge, avec le débit de N2étant de 100 mL/min, et après une purge pendant 30 min, chauffées en continu jusqu’à la température de carbonisation cible de 1400°C à une vitesse de chauffage de 5°C/min, et lorsque la température de carbonisation cible a été atteinte, un gaz mixte de dioxyde de carbone et de N2avec un rapport volumique de 1 : 10 a été introduit, avec le débit de dioxyde de carbone étant de 10 mL/min, et soumises à un traitement thermique thermostatique pendant 2h à la température cible, et refroidies à température ambiante, et ensuite le matériau en carbone dur à haute performance a été obtenu.(3) The starch-based carbon microspheres obtained in step (2) were placed in a high temperature oven, N 2 was introduced for purging, with the flow rate of N 2 being 100 mL /min, and after purging for 30 min, continuously heated to the target carbonization temperature of 1400°C at a heating rate of 5°C/min, and when the target carbonization temperature has been reached, a mixed gas of carbon dioxide and N 2 with a volume ratio of 1:10 was introduced, with the flow rate of carbon dioxide being 10 mL/min, and subjected to thermostatic heat treatment for 2h at the target temperature, and cooled to room temperature, and then the high-performance hard carbon material was obtained.
Un matériau d’électrode négative en carbone dur pour des batteries au sodium-ion a été préparé selon le présent exemple, qui comprenait les étapes suivantes.A hard carbon negative electrode material for sodium-ion batteries was prepared according to the present example, which included the following steps.
(1) De l’amidon de maïs d’une taille de particule allant de 2 μm à 80 μm a été utilisé comme matière première, et a été mélangé avec de l’hydrogénophosphate de diammonium selon un rapport massique de 5 : 1, et ensuite de l’eau a été ajoutée pour l’imprégnation mixte, la quantité d’eau était 3 fois la masse totale de la poudre mixte d’amidon de maïs et d’hydrogénophosphate de diammonium, et l’eau a été séchée après 12h d’imprégnation pour obtenir de l’amidon imprégné d’hydrogénophosphate de diammonium.(1) Corn starch with a particle size ranging from 2 μm to 80 μm was used as raw material, and was mixed with diammonium hydrogen phosphate at a mass ratio of 5:1, and then water was added for mixed impregnation, the amount of water was 3 times the total mass of the mixed powder of corn starch and diammonium hydrogen phosphate, and the water was dried after 12h impregnation to obtain starch impregnated with diammonium hydrogen phosphate.
(2) L’amidon imprégné obtenu à partir de l’étape (1) a été placé dans un four à tubes, sous la protection de N2, chauffé à 180°C à une vitesse de chauffage de 5°C/min, soumis à un traitement thermique thermostatique pendant 8h, et refroidi à température ambiante pour obtenir des microsphères de carbone à base d’amidon.(2) The impregnated starch obtained from step (1) was placed in a tube oven, under the protection of N 2 , heated to 180°C at a heating rate of 5°C/min, subjected to a thermostatic heat treatment for 8 h, and cooled to room temperature to obtain starch-based carbon microspheres.
(3) Les microsphères de carbone à base d’amidon obtenues à l’étape (2) ont été placées dans un four à haute température, du N2a été introduit pour la purge, le débit de N2était de 100 mL/min, et après une purge pendant 30 min, chauffées en continu jusqu’à la température de carbonisation cible de 1300°C à une vitesse de chauffage de 5°C/min, et lorsque la température de carbonisation cible a été atteinte, un gaz mixte de dioxyde de carbone et de N2avec un rapport volumique de 1 : 10 a été introduit, avec le débit de dioxyde de carbone étant de 10 mL/min, et soumises à un traitement thermique thermostatique pendant 3h à la température cible, et refroidies à température ambiante, et ensuite le matériau en carbone dur à haute performance a été obtenu.(3) The starch-based carbon microspheres obtained in step (2) were placed in a high temperature oven, N 2 was introduced for purging, the flow rate of N 2 was 100 mL/ min, and after purging for 30 min, continuously heated to the target carbonization temperature of 1300°C at a heating rate of 5°C/min, and when the target carbonization temperature has been reached, a gas mixed carbon dioxide and N 2 with a volume ratio of 1:10 was introduced, with the carbon dioxide flow rate being 10 mL/min, and subjected to thermostatic heat treatment for 3 h at the target temperature, and cooled to room temperature, and then the high-performance hard carbon material was obtained.
Un matériau d’électrode négative en carbone dur pour des batteries au sodium-ion a été préparé selon le présent exemple comparatif, qui différait de l’Exemple 1 en ce qu’aucune imprégnation avec du phosphate n’a été réalisée. Le processus était comme suit.A hard carbon negative electrode material for sodium-ion batteries was prepared according to the present comparative example, which differed from Example 1 in that no impregnation with phosphate was carried out. The process was as follows.
(1) De l’amidon de maïs d’une taille de particule allant de 2 μm à 80 μm a été placé dans un four à tubes, et sous la protection de N2, chauffé à 160°C à une vitesse de chauffage de 5°C/min, soumis à un traitement thermique thermostatique pendant 10h, et refroidi à température ambiante pour obtenir un produit de premier frittage à base d’amidon.(1) Corn starch with a particle size ranging from 2 μm to 80 μm was placed in a tube furnace, and under the protection of N 2 , heated to 160°C at a heating rate of 5°C/min, subjected to a thermostatic heat treatment for 10 hours, and cooled to room temperature to obtain a first starch-based sintering product.
(2) Le produit de premier frittage à base d’amidon obtenu à partir de l’étape (1) a été broyé en particules de taille millimétrique et ensuite placé dans un four à haute température, du N2a été introduit pour la purge, avec le débit de N2étant de 100 mL/min, et après une purge pendant 30 min, chauffé en continu jusqu’à la température de carbonisation cible de 1400°C à une vitesse de chauffage de 5°C/min, et lorsque la température de carbonisation cible a été atteinte, un gaz mixte de dioxyde de carbone et de N2avec un rapport volumique de 1 : 10 a été introduit, avec le débit de dioxyde de carbone étant de 10 mL/min, et soumis à un traitement thermique thermostatique pendant 2h à la température cible, et refroidi à température ambiante, et ensuite le matériau en carbone dur a été obtenu.(2) The starch-based first sinter product obtained from step (1) was ground into millimeter-sized particles and then placed in a high temperature oven, N 2 was introduced for purging , with the N 2 flow rate being 100 mL/min, and after purging for 30 min, continuously heated to the target carbonization temperature of 1400°C at a heating rate of 5°C/min, and when the target carbonization temperature was reached, a mixed gas of carbon dioxide and N 2 with a volume ratio of 1:10 was introduced, with the carbon dioxide flow rate being 10 mL/min, and subjected to thermostatic heat treatment for 2 h at the target temperature, and cooled to room temperature, and then the hard carbon material was obtained.
Un matériau d’électrode négative en carbone dur pour des batteries au sodium-ion a été préparé selon le présent exemple comparatif, qui différait de l’Exemple 2 en ce qu’aucune imprégnation avec du phosphate n’a été réalisée. Le processus était comme suit.A hard carbon negative electrode material for sodium-ion batteries was prepared according to the present comparative example, which differed from Example 2 in that no impregnation with phosphate was carried out. The process was as follows.
(1) De l’amidon de maïs d’une taille de particule allant de 2 μm à 80 μm a été placé dans un four à tubes, et sous la protection de N2, chauffé à 180°C à une vitesse de chauffage de 5°C/min, soumis à un traitement thermique thermostatique pendant 8h, et refroidi à température ambiante pour obtenir un produit de premier frittage à base d’amidon.(1) Corn starch with a particle size ranging from 2 μm to 80 μm was placed in a tube furnace, and under the protection of N 2 , heated to 180°C at a heating rate of 5°C/min, subjected to a thermostatic heat treatment for 8 hours, and cooled to room temperature to obtain a first starch-based sintering product.
(2) Le produit de premier frittage à base d’amidon obtenu à partir de l’étape (1) a été broyé en particules de taille millimétrique et ensuite placé dans le four à haute température, du N2a été introduit pour la purge, avec le débit de N2étant de 100 mL/min, et après une purge pendant 30 min, chauffé en continu jusqu’à la température de carbonisation cible de 1300°C à une vitesse de chauffage de 5°C/min, et lorsque la température de carbonisation cible a été atteinte, un gaz mixte de dioxyde de carbone et de N2avec un rapport volumique de 1 : 10 a été introduit, le débit du dioxyde de carbone était de 10 mL/min, et soumis à un traitement thermique thermostatique pendant 3h à la température cible, et refroidi à température ambiante, et ensuite le matériau en carbone dur a été obtenu.(2) The starch-based first sinter product obtained from step (1) was ground into millimeter-sized particles and then placed in the high temperature furnace, N 2 was introduced for purging , with the N 2 flow rate being 100 mL/min, and after purging for 30 min, continuously heated to the target carbonization temperature of 1300°C at a heating rate of 5°C/min, and when the target carbonization temperature was reached, a mixed gas of carbon dioxide and N 2 with a volume ratio of 1:10 was introduced, the flow rate of carbon dioxide was 10 mL/min, and subjected to a thermostatic heat treatment for 3 h at the target temperature, and cooled to room temperature, and then the hard carbon material was obtained.
Un matériau d’électrode négative en carbone dur pour des batteries au sodium-ion a été préparé selon le présent exemple comparatif, qui différait de l’Exemple 3 en ce que la carbonisation a été réalisée sans introduction de dioxyde de carbone. Le processus était comme suit.A hard carbon negative electrode material for sodium-ion batteries was prepared according to the present comparative example, which differed from Example 3 in that the carbonization was carried out without the introduction of carbon dioxide. The process was as follows.
(1) De l’amidon de maïs d’une taille de particule allant de 2 μm à 80 μm a été utilisé comme matière première, et a été mélangé avec de l’hydrogénophosphate de diammonium selon un rapport massique de 5 : 1, et ensuite de l’eau a été ajoutée pour l’imprégnation mixte, la quantité d’eau était 4 fois la masse totale de la poudre mixte d’amidon de maïs et d’hydrogénophosphate de diammonium, et l’eau a été séchée après 12h d’imprégnation pour obtenir de l’amidon imprégné d’hydrogénophosphate de diammonium.(1) Corn starch with a particle size ranging from 2 μm to 80 μm was used as raw material, and was mixed with diammonium hydrogen phosphate at a mass ratio of 5:1, and then water was added for mixed impregnation, the amount of water was 4 times the total mass of the mixed powder of corn starch and diammonium hydrogen phosphate, and the water was dried after 12h impregnation to obtain starch impregnated with diammonium hydrogen phosphate.
(2) L’amidon imprégné obtenu à partir de l’étape (1) a été placé dans un four à tubes, sous la protection de N2, chauffé à 210°C à une vitesse de chauffage de 5°C/min, soumis à un traitement thermique thermostatique pendant 6h, et refroidi à température ambiante pour obtenir des microsphères de carbone à base d’amidon.(2) The impregnated starch obtained from step (1) was placed in a tube oven, under the protection of N 2 , heated to 210°C at a heating rate of 5°C/min, subjected to thermostatic heat treatment for 6 h, and cooled to room temperature to obtain starch-based carbon microspheres.
(3) Les microsphères de carbone à base d’amidon obtenues à l’étape (2) ont été placées dans un four à haute température, du N2a été introduit pour la purge, avec le débit de N2étant de 100 mL/min, et après une purge pendant 60 min, chauffées en continu jusqu’à la température de carbonisation cible de 1200°C à une vitesse de chauffage de 5°C/min, et lorsque la température de carbonisation cible a été atteinte, soumises à un traitement thermique thermostatique pendant 3h à la température cible, et refroidies à température ambiante, et ensuite le matériau en carbone dur a été obtenu.(3) The starch-based carbon microspheres obtained in step (2) were placed in a high temperature oven, N 2 was introduced for purging, with the flow rate of N 2 being 100 mL /min, and after purging for 60 min, continuously heated to the target carbonization temperature of 1200°C at a heating rate of 5°C/min, and when the target carbonization temperature has been reached, subjected subjected to thermostatic heat treatment for 3 h at the target temperature, and cooled to room temperature, and then the hard carbon material was obtained.
Le Tableau 2 montre la comparaison de la surface spécifique des matériaux en carbone dur préparés par les Exemples 1 à 6 et les Exemples comparatifs 1 à 3. La surface spécifique des produits en carbone dur de l’Exemple comparatif 1 et de l’Exemple comparatif 2 était très grande dans la condition où il n’y avait pas d’ajout de phosphate pour pré-réticuler l’amidon ; et la surface spécifique du produit en carbone dur était particulièrement petite pour l’Exemple comparatif 3 préparé sans l’ajout de CO2comme agent porogène sur la base de l’Exemple 3.
Les matériaux en carbone dur préparés dans les Exemples 1 à 6 et les Exemples comparatifs 1 à 3 ont été transformés en batteries individuellement. Plus précisément, les matériaux en carbone dur, la carboxyméthylcellulose sodique, l’agent conducteur super P et un adhésif polymère ont été dissous dans de l’eau désionisée selon un rapport de 95 : 2 : 1 : 2 pour former une suspension, et ensuite appliqués en revêtement sur une feuille de cuivre, et les plaques d’électrodes ont été placées dans un four de séchage et séchées à 80°C pendant 8h. Enfin, les piles boutons ont été assemblées dans une boîte à gants remplie d’une atmosphère d’argon, où l’électrolyte utilisé était constitué de NaClO4dissous dans un rapport volumique de 1 : 1 de carbonate de vinyle et de carbonate de propylène, et une feuille métallique de sodium a été utilisée comme contre-électrode et électrode de référence. Les propriétés électriques des piles boutons ont été testées dans les conditions suivantes : une tension de test allant de 0 à 2 V, une charge/décharge à courant constant, un taux de multiplication de 0,05 C. Les résultats sont présentés dans le Tableau 3.
Comme le montre le Tableau 3, sans l’ajout de phosphate pour pré-réticuler l’amidon dans l’Exemple comparatif 1 et l’Exemple comparatif 2, les produits en carbone dur préparés ont entraîné une augmentation importante du film SEI en raison d’une surface spécifique excessive, ce qui a conduit à une diminution de la capacité spécifique et du rendement initial. Sans l’ajout de CO2pour créer des pores dans l’Exemple comparatif 3, la surface spécifique du matériau était trop petite, ce qui n’était pas propice au stockage des ions sodium, donc la capacité spécifique était plus faible.As shown in Table 3, without the addition of phosphate to pre-crosslink the starch in Comparative Example 1 and Comparative Example 2, the prepared hard carbon products resulted in a significant increase in SEI film due to excessive specific surface area, which led to a reduction in specific capacity and initial yield. Without the addition of CO 2 to create pores in Comparative Example 3, the specific surface area of the material was too small, which was not conducive to the storage of sodium ions, so the specific capacity was lower.
Les exemples de la présente demande sont décrits en détail ci-dessus conjointement avec les dessins annexés, mais la présente demande n’est pas limitée aux exemples ci-dessus, et diverses variations peuvent être apportées dans le cadre des connaissances possédées par une personne ayant des compétences ordinaires dans l’art auquel elles appartiennent sans s’écarter de l’objectif de la présente demande. De plus, les exemples de la présente demande et les caractéristiques dans les exemples peuvent être combinés les uns avec les autres sans conflit.The examples of the present application are described in detail above in conjunction with the accompanying drawings, but the present application is not limited to the examples above, and various variations may be made within the scope of the knowledge possessed by a person having ordinary skills in the art to which they belong without departing from the objective of this application. Additionally, the examples of the present application and the features in the examples may be combined with each other without conflict.
Claims (10)
S1 : le mélange d’amidon, de phosphate et d’eau pour l’imprégnation, et le séchage du matériau imprégné pour obtenir de l’amidon post-imprégné ; où le phosphate est au moins l’un parmi le dihydrogénophosphate d’ammonium ou l’hydrogénophosphate de diammonium ;
S2 : la soumission de l’amidon post-imprégné à un traitement thermique sous atmosphère inerte pour obtenir des microsphères de carbone à base d’amidon ; et
S3 : l’introduction d’un gaz mixte de dioxyde de carbone et d’un gaz inerte dans les microsphères de carbone à base d’amidon pour la réaction de carbonisation, afin d’obtenir le matériau en carbone dur.Process for preparing a hard carbon material, comprising the following steps:
S1: mixing starch, phosphate and water for impregnation, and drying the impregnated material to obtain post-impregnated starch; wherein the phosphate is at least one of ammonium dihydrogen phosphate or diammonium hydrogen phosphate;
S2: subjecting the post-impregnated starch to heat treatment under an inert atmosphere to obtain starch-based carbon microspheres; And
S3: introducing a mixed gas of carbon dioxide and an inert gas into the starch-based carbon microspheres for the carbonization reaction, to obtain the hard carbon material.
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