本发明属于碱金属离子电池负极材料领域，具一种钠离子电池碳基负极材料及其制备方法。
背景技术：
1、锂离子电池由于其绿色环保，比能量高，额定电压高，循环寿命长等优点，广泛应用于电子产品、储能装置和电动工具等领域。近年来，互联网、智能城市等的发展推动二次电池规模不断扩大，对锂资源的需求量大大增加，锂资源短缺的问题日益突出。在此背景下，钠离子电池受到世界范围内的广泛关注。钠离子电池和锂离子电池具有相似工作原理，钠元素的地壳丰度远高于锂，且钠元素分布均匀而广泛，因此钠离子电池的资源与成本优势，以及低温快充特点受到广泛关注。
2、和锂离子电池相似， 制备钠离子电池的原材料主要包括正极材料、负极材料、电解液和隔膜。在电解液方面，以六氟磷酸钠电解质为主的电解液以实现广泛应用。钠离子电池相比锂电池的核心变化集中在正极和负极，正极方面，普鲁士蓝、层状氧化物、聚阴离子型正极产业化生产线已具备成熟；负极方面，以硬炭材料为主的负极技术路线产业化前景较为明朗。
3、生物质多糖常用于制备钠离子电池硬炭负极材料的前驱体，如纤维素、木质素等。由于生物质多糖的结构单一，因此制备出的储钠材料循环效率不好且稳定性不高。
技术实现思路
1、为了实现上述发明目的，解决现有技术中所存在的问题，本发明提供了一种钠离子电池碳基负极材料，将多糖经化学、物理手段处理后能得到生物质碳基负极材料，并作为钠离子电池负极，具有生产成本低，安全环保，工艺简单，储钠性能优异等特点。
2、本发明采用的技术方案为：一种钠离子电池碳基负极材料的制备方法，所述负极材料以生物质多糖、氧基改性材料为原料，经席夫碱反应缩合成生物质前驱体，并在惰性气体氛围下发生裂解制备而成；
3、（1）将生物质多糖与氧基改性材料分散在乙醇中，密封后，搅拌加热，干燥后得到多糖前驱体；
4、所述生物质多糖与氧基改性材料的质量比为（0.5-2）：1；氧基改性材料为芳基醛类化合物、芳基酚类化合物或芳基酮类化合物；
5、（2）将多糖前驱体置于管式炉内，室温条件下预通氩气；在氩气气氛保护下，升温至300 ℃-500 ℃，反应0.5 h-8 h；在氩气气氛保护下，继续升温至1000 ℃-1400 ℃，保温0.5 h-8 h，冷却后即得到钠离子电池碳负极材料。
6、所述生物质多糖包括甲壳素、壳聚糖、壳寡糖、粘多糖、几丁糖中的一种或多种。
7、所述氧基改性材料为邻苯二酚、苯甲醛、香兰素醛、香草醛、乙基香草醛、乙酰香草醛、苯甲酮、香草酮、苯乙酮。
8、步骤（2）中升温速率为3-10 ℃/min。
9、所述负极碳材料应用于钠离子电池中。
10、将负极材料粉末、炭黑、羧基甲基纤维素钠按照质量比8：1：1进行研磨混合，研磨成细粉后加入去离子水继续研磨成浆料，将浆料用刮刀均匀涂覆在铜箔上，真空干燥后得到负极极片。
11、将负极极片和金属钠对电极，以nacf3so3作为电解液，组装成扣式电池；进行电化学充放电测试。
12、第一方面，本发明实施例提供了一种本发明提供了一种钠离子电池碳基负极材料的制备方法，所述方法包含以下步骤：
13、（1）将多糖和氧基改性材料按1：（0.5-2）的摩尔比溶解于40 ml乙醇；
14、（2）在密封状态下，升温至60 ℃-80 ℃ 搅拌加热4-12 h；
15、（3）过滤并用乙醇冲洗后，至于120 ℃烘箱中烘干24 h；冷却后得到生物质多糖前驱体；
16、（4）将生物质多糖前驱体至于瓷舟，放置管式炉中，在惰性气氛下升温至300-500℃，反应0.5 h-8 h；
17、（5）在惰性气氛下继续升温至1000 ℃-1400 ℃，反应0.5 h-8 h；升温速率为3、5、8、10 ℃/min。
18、（6）冷却后得到钠离子电池煤基负极材料。
19、优选地，所述多糖包括甲壳素、壳聚糖、壳寡糖、粘多糖、几丁糖中的一种或多种。
20、优选地所述苯基有机物包括但不限于：邻苯二酚、苯甲醛、香兰素醛、香草醛、乙基香草醛、乙酰香草醛、苯甲酮、香草酮、苯乙酮。
21、优选地，所述溶解方式包括搅拌、加入、超声分散中的任意一种或多种。
22、第二方面，本发明提供了一种钠离子电池负极极片，其特征在于，所述负极极片包括：
23、集流体，涂覆于所述集流体上的炭黑、粘结剂以及如上述第一方面所述的钠离子电池煤基负极材料。
24、第三方面，本发明实施例提供了一种包括如上市第二方面所示的负极极片的二次电池。
25、第四方面，本发明实施例提供了一种如上述第三方面所述的二次电池的应用途径，其特征在于，所述钠离子电池用于移动设备、电动车、以及太阳能发电、风力发电、水力发电、智能电网调峰、分布后站、后备电源或通信基站的大规模储能设备。
26、本发明的有益效果为：
27、1、选取生物质多糖作为前驱体，进行储钠性能的研究，生物质多糖具有碳收率高、可再生的特点。利用化学反应，从分子层面对生物质多糖进行改造，调整了生物质多糖分子的单一结构，并引入杂原子。
28、2、通过席夫碱反应制备的多糖前驱体，作为钠离子电池负极，可逆比容量为300mah g-1左右，首次库伦效率为90%以上；具有更高的首次库伦效率，储钠容量，以及良好的循环性能。得到高储钠容量的碳基材料，可以用做钠离子电池硬炭负极材料的备选。
1.一种钠离子电池炭基负极材料的制备方法，其特征在于：所述负极材料以生物质多糖、氧基改性材料为原料，经席夫碱反应缩合成生物质前驱体，并在惰性气体氛围下发生裂解制备而成；
2.根据权利要求1所述的一种钠离子电池碳基负极材料的制备方法，其特征在于：所述生物质多糖包括甲壳素、壳聚糖、壳寡糖、粘多糖、几丁糖中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的一种钠离子电池碳基负极材料的制备方法，其特征在于，所述氧基改性材料为邻苯二酚、苯甲醛、香兰素醛、香草醛、乙基香草醛、乙酰香草醛、苯甲酮、香草酮、苯乙酮。
4.根据权利要求1所述的一种钠离子电池碳基负极材料的制备方法，其特征在于：步骤（2）中升温速率为3-10 ℃/min。
5.根据权利要求1-4所述的任一制备方法制得的负极碳材料的应用，其特征在于：所述负极碳材料应用于钠离子电池中。
6.根据权利要求5所述的负极碳材料的应用，其特征在于：将负极材料粉末、炭黑、羧基甲基纤维素钠按照质量比8：1：1进行研磨混合，研磨成细粉后加入去离子水继续研磨成浆料，将浆料用刮刀均匀涂覆在铜箔上，真空干燥后得到负极极片。
7.根据权利要求6所述的负极碳材料的应用，其特征在于：将负极极片和金属钠对电极，以nacf3so3作为电解液，组装成扣式电池；进行电化学充放电测试。
