本發(fā)明屬于電池電極材料領(lǐng)域，涉及一種鈉離子電池電極碳材料，具體涉及一種利用竹子制備鈉離子電池電極碳材料的方法。

背景技術(shù)：

作為電化學(xué)儲(chǔ)能裝置的一種，鋰離子電池已廣泛用于消費(fèi)電子類設(shè)備如智能手機(jī)、筆記本電腦等，并開始應(yīng)用于電動(dòng)汽車、規(guī)模儲(chǔ)能。但是，隨著電動(dòng)汽車、智能電網(wǎng)時(shí)代的真正到來，全球的鋰資源將無法有效滿足動(dòng)力鋰離子電池的巨大需求，從而將進(jìn)一步提高與鋰相關(guān)材料的價(jià)格，增大電池成本，最終阻礙新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，開發(fā)其他廉價(jià)可替代鋰離子電池的相關(guān)儲(chǔ)能技術(shù)非常關(guān)鍵。

鈉在地球中蘊(yùn)藏量比鋰要高4～5個(gè)數(shù)量級(jí)，因此，用鈉代替鋰能緩解鋰的資源短缺問題。由于鈉資源豐富，開發(fā)成本低，且鈉與鋰是同主族元素，具有相似的嵌入機(jī)理，使得在這兩個(gè)體系中運(yùn)用相似的化合物作為電極材料成為可能。但是由于鈉離子的半徑比鋰大，其在電極材料中遷移緩慢，脫嵌過程復(fù)雜，導(dǎo)致可逆容量和倍率性能降低。目前，已提出多種可用于室溫鈉離子電池的正極材料，而在負(fù)極材料的研究中依然存在很多問題。

Fouletier等研究了傳統(tǒng)鋰離子電池中已得到廣泛應(yīng)用的石墨作為鈉離子電池負(fù)極時(shí)的電化學(xué)性能，結(jié)果表明，與鋰離子嵌入石墨類負(fù)極后形成LiC₆結(jié)構(gòu)不同，在鈉離子電池中并未得到理想的嵌入產(chǎn)物NaC₆，只形成了NaC₆₄的高階嵌入化合物，電池容量僅為35mAh/g。這可能是因?yàn)橄鄬?duì)鋰來說，鈉的半徑要大很多，石墨碳層間距(0.335nm)不適合鈉離子的嵌入，因此石墨不適合作為鈉離子電池的負(fù)極材料。在之后研究中，主要以非石墨類的硬碳材料為主，Alcántara等研究發(fā)現(xiàn)在750℃下制備的中間相碳微球能可逆嵌入鈉，隨后他們又發(fā)現(xiàn)具有無定形和非多孔的炭黑可作為鈉離子電池負(fù)極材料，其可逆儲(chǔ)鈉容量可達(dá)200mAh/g。上述研究成果表明，鈉離子電池負(fù)極材料的進(jìn)展相對(duì)緩慢,挑戰(zhàn)也最大。

竹子在我國分布較為廣泛，特別是西南地區(qū)尤為普遍，成活容易并且產(chǎn)量很高。本發(fā)明以價(jià)格低廉的竹子為前驅(qū)體，通過簡單的高溫炭化以及堿活化的方式得到作為鈉離子電池負(fù)極碳材料，并首次證實(shí)堿活化后的竹子衍生碳材料具有很高的鈉電比容量，可以當(dāng)做鈉離子電池負(fù)極材料使用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一個(gè)目的是解決至少上述問題和/或缺陷，并提供至少后面將說明的優(yōu)點(diǎn)。

為了實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的這些目的和其它優(yōu)點(diǎn)，提供了一種利用竹子制備鈉離子電池電極碳材料的方法，包括以下步驟：

步驟一、將竹子分別用乙醇和去離子水清洗后，烘干；

步驟二、將烘干后的竹子置于高溫爐內(nèi)碳化，得到竹子衍生碳；

步驟三、將竹子衍生碳研磨成粉末，用10～100目的篩子過篩，獲得顆粒均勻的竹子衍生碳粉末，配制堿性溶液，將竹子衍生碳粉末加入堿性溶液中浸泡；然后將浸泡后的竹子衍生碳粉末真空干燥，得到堿處理后的竹子衍生碳；

步驟四、將堿處理后的竹子衍生碳置于管式爐中，在惰性氣氛的保護(hù)下進(jìn)行活化，反應(yīng)結(jié)束后自然冷卻至室溫，得到堿活化竹子衍生碳；

步驟五、將堿活化竹子衍生碳酸洗至中性，然后分別用乙醇和去離子水清洗，烘干，得到鈉離子電池電極碳材料。

優(yōu)選的是，所述竹子為楠竹、鳳尾竹、唐竹、大箭竹、四川方竹、黃竹、毛竹、花竹、花毛竹、斑竹和羅漢竹中任意一種；所述步驟一和步驟五中，烘干采用鼓風(fēng)干燥箱，烘干的溫度為50～100℃，時(shí)間為12-36小時(shí)。

優(yōu)選的是，所述步驟二中碳化的升溫速度為15-30℃/分鐘，碳化時(shí)間為1-12小時(shí)，碳化溫度為600-1000℃。

優(yōu)選的是，所述步驟三中，竹子衍生碳粉末與堿性溶液中溶質(zhì)堿的質(zhì)量比為1:0.1～5；所述竹子衍生碳粉末在堿性溶液中浸泡的時(shí)間為12-36h；所述堿性溶液為NaOH溶液、KOH溶液、尿素溶液中的一種；所述堿性溶液中溶質(zhì)堿與溶劑去離子水的重量比為1：1；所述真空干燥箱的工作溫度為60-130℃，工作時(shí)間為12-36h。

優(yōu)選的是，所述步驟四中，活化的升溫速度為5-30℃/分鐘，活化時(shí)間為1-12小時(shí)，活化溫度為600-1000℃；所述步驟五中，酸洗采用的酸為0.5～1mol/L的鹽酸。

優(yōu)選的是，所述碳化的過程為：將烘干后的竹子加入旋轉(zhuǎn)碳化爐，碳化升溫過程為：以1～5℃/min的速度升溫至100～200℃，保溫10～30min，然后以5～10℃/min的速度升溫至300～500℃，保溫1～2h，然后以15～30℃/min的速度升溫至600～1000℃，保溫3～5h，得到竹子衍生碳；所述碳化旋轉(zhuǎn)爐的旋轉(zhuǎn)速度為3～10r/min；所述活化的升溫過程為：以0.5～2℃/min的速度升溫至100～200℃，保溫30～60min，然后以3～5℃/min的速度升溫至300～600℃，保溫2～3h，然后以10～30℃/min的速度升溫至800～1000℃，保溫3～5h，完成活化。

優(yōu)選的是，所述步驟一和步驟二之間還包括以下過程：將烘干后的竹子粉碎，并用10～50目的篩子過篩，按重量份，取過篩后的竹子粉末10～15份加入到150～200份1mol/L的鹽酸溶液中，在80℃下攪拌2小時(shí)，然后過濾，將過濾后的竹子粉末用水沖洗至中性，烘干，將烘干后竹子粉末用電子束進(jìn)行輻照，得到預(yù)處理竹子粉末；所述電子束的能量為10～15MeV；所述電子束輻照的輻照劑量率為200～1000kGy/h，輻照劑量為200～1000kGy。

優(yōu)選的是，還包括：在超臨界反應(yīng)裝置中加入預(yù)處理竹子粉末10～15份、丙烯酸乙酯5～10份、醋酸乙烯酯5～10份、過硫酸銨0.01～0.05份、水100～150份，攪拌均勻，然后將體系密封，通入二氧化碳至10～20MPa、溫度50～65℃下的條件下反應(yīng)1～3小時(shí)，然后卸去二氧化碳?jí)毫?，攪?0～30min后加入過硫酸銨0.01份、苯乙烯3～5份、甲基丙烯酸甲酯3～5份，然后再次注入二氧化碳至壓力為40～60MPa，攪拌1～3小時(shí)，卸壓，然后用乙醇沉淀，在70℃下真空干燥，得到反應(yīng)粗產(chǎn)物，用索氏提取器將粗產(chǎn)物用丙酮洗提直至除去反應(yīng)產(chǎn)生的均聚物，在75℃下真空干燥24小時(shí)，得到改性竹子粉末。

優(yōu)選的是，將竹子衍生碳粉末加入堿性溶液中浸泡的過程替換為：將竹子衍生碳粉末用濾紙包裹，然后放入漏斗中，并將堿性溶液以50～100mL/min的速度循環(huán)注入到漏斗內(nèi)，連續(xù)注入24～48小時(shí)，然后真空干燥，得到堿處理后的竹子衍生碳。

本發(fā)明還提供一種上述的利用竹子制備鈉離子電池電極碳材料的方法得到的鈉離子電池電極碳材料。

本發(fā)明至少包括以下有益效果：本發(fā)明的制備方法具有操作簡單易行，可重復(fù)性強(qiáng)，成本低，對(duì)環(huán)境無污染的特點(diǎn)；利用本方法制備的堿活化竹子衍生碳材料作為室溫鈉離子電池的負(fù)極材料，能夠有效增大材料自身比表面積，提高電池容量，增強(qiáng)電池循環(huán)性能。

本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)、目標(biāo)和特征將部分通過下面的說明體現(xiàn)，部分還將通過對(duì)本發(fā)明的研究和實(shí)踐而為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解。

附圖說明：

圖1是本發(fā)明實(shí)施例1中制備的堿活化竹子衍生碳材料作為鈉離子電池負(fù)極材料的充放電比容量圖。

圖2是本發(fā)明實(shí)施例1中制備的堿活化竹子衍生碳SEM圖。

圖3為實(shí)施例1中制備的堿活化竹子衍生碳XRD圖。

具體實(shí)施方式：

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明，以令本領(lǐng)域技術(shù)人員參照說明書文字能夠據(jù)以實(shí)施。

應(yīng)當(dāng)理解，本文所使用的諸如“具有”、“包含”以及“包括”術(shù)語并不配出一個(gè)或多個(gè)其它元件或其組合的存在或添加。

實(shí)施例1：

一種利用楠竹制備鈉離子電池電極碳材料的方法，包括以下步驟：

步驟一、取楠竹分別用乙醇，去離子水清洗后，放置于鼓風(fēng)干燥箱內(nèi)60℃烘干24h，獲得烘干后的楠竹；

步驟二、將烘干后的楠竹放置于瓷舟內(nèi)，用高溫管式爐在惰性氣氛保護(hù)下以30℃/min的升溫速率升至800℃后保溫碳化4h；得到楠竹衍生碳；

步驟三、將碳化后的楠竹衍生碳研磨成粉末后，用100目的篩子過篩，獲得顆粒均勻的楠竹衍生碳粉末，按KOH與去離子水的重量比為1：1配制KOH溶液，將楠竹衍生碳粉末加入KOH溶液中浸泡24h后，在真空烘箱里用80℃烘干12h，獲得堿處理后的楠竹衍生碳；所述楠竹衍生碳粉末與KOH的重量比為1:1；

步驟四、將堿處理后的楠竹衍生碳放置于管式爐中，在惰性氣氛的保護(hù)下以30℃/min的升溫速率升至900℃后保溫活化1h，反應(yīng)結(jié)束后待自然冷卻至室溫，獲得堿活化楠竹衍生碳；

步驟五、將堿活化楠竹衍生碳用0.5mol/L鹽酸酸洗至接近中性后，用酒精和50℃去離子水將樣品洗去雜質(zhì)，將樣品放置于鼓風(fēng)干燥箱內(nèi)60℃烘干24h，獲得堿活化楠竹衍生碳，即鈉離子電池電極碳材料；圖3為實(shí)施例1中制備的堿活化竹子衍生碳XRD圖。其中橫坐標(biāo)是角度，縱坐標(biāo)是相對(duì)強(qiáng)度。由圖1可看出在2θ為25°和45°附近有明顯的石墨衍射峰。圖2是本發(fā)明實(shí)施例1中制備的堿活化竹子衍生碳SEM圖。由圖2可看出堿活化竹子衍生碳具有復(fù)雜的空隙結(jié)構(gòu)。并且受到活化影響，堿活化竹子衍生碳表面出現(xiàn)了微小的氣孔，說明有新的氣孔在活化過程中被打開。圖1是本發(fā)明實(shí)施例1中制備的堿活化竹子衍生碳材料作為鈉離子電池負(fù)極材料的充放電比容量圖。由圖1可看出堿活化竹子衍生碳材料首次放電比容量為462mAh/g，經(jīng)過3次循環(huán)后，比容量穩(wěn)定在295mAh/g附近，歷經(jīng)50次循環(huán)后比容量仍能保持在288mAh/g；這說明通過對(duì)制備過程的可控調(diào)節(jié)，成功獲得了一種具有較好電化學(xué)性能的鈉離子電池負(fù)極用堿活化竹子衍生碳材料。

實(shí)施例2：

一種利用毛竹制備鈉離子電池電極碳材料的方法，包括以下步驟：

步驟一、取毛竹分別用乙醇，去離子水清洗后，放置于鼓風(fēng)干燥箱內(nèi)60℃烘干24h，獲得烘干后的毛竹；

步驟二、將烘干后的毛竹放置于瓷舟內(nèi)，用高溫管式爐在惰性氣氛保護(hù)下以15℃/min的升溫速率升至750℃后保溫碳化2h；得到毛竹衍生碳；

步驟三、將碳化后的毛竹衍生碳研磨成粉末后，用100目的篩子過篩，獲得顆粒均勻的毛竹衍生碳粉末，按KOH與去離子水的重量比為1：1配制KOH溶液，將毛竹衍生碳粉末加入KOH溶液中浸泡24h后，在真空烘箱里用80℃烘干12h，獲得堿處理后的毛竹衍生碳；所述毛竹衍生碳粉末與KOH的重量比為1:2；

步驟四、將堿處理后的毛竹衍生碳放置于管式爐中，在惰性氣氛的保護(hù)下以25℃/min的升溫速率升至800℃后保溫活化2h，反應(yīng)結(jié)束后待自然冷卻至室溫，獲得堿活化毛竹衍生碳；

步驟五、將堿活化毛竹衍生碳用0.5mol/L鹽酸酸洗至接近中性后，用酒精和50℃去離子水將樣品洗去雜質(zhì)，將樣品放置于鼓風(fēng)干燥箱內(nèi)60℃烘干24h，獲得堿活化毛竹衍生碳，即鈉離子電池電極碳材料。

實(shí)施例3：

一種利用四川方竹制備鈉離子電池電極碳材料的方法，包括以下步驟：

步驟一、取四川方竹分別用乙醇，去離子水清洗后，放置于鼓風(fēng)干燥箱內(nèi)60℃烘干24h，獲得烘干后的四川方竹；

步驟二、將烘干后的四川方竹放置于瓷舟內(nèi)，用高溫管式爐在惰性氣氛保護(hù)下以20℃/min的升溫速率升至850℃后保溫碳化3h；得到四川方竹衍生碳；

步驟三、將碳化后的四川方竹衍生碳研磨成粉末后，用100目的篩子過篩，獲得顆粒均勻的四川方竹衍生碳粉末，按KOH與去離子水的重量比為1：1配制KOH溶液，將四川方竹衍生碳粉末加入KOH溶液中浸泡24h后，在真空烘箱里用80℃烘干12h，獲得堿處理后的四川方竹衍生碳；所述四川方竹衍生碳粉末與KOH的重量比為1:0.5；

步驟四、將堿處理后的四川方竹衍生碳放置于管式爐中，在惰性氣氛的保護(hù)下以20℃/min的升溫速率升至850℃后保溫活化1h，反應(yīng)結(jié)束后待自然冷卻至室溫，獲得堿活化四川方竹衍生碳；

步驟五、將堿活化四川方竹衍生碳用0.5mol/L鹽酸酸洗至接近中性后，用酒精和50℃去離子水將樣品洗去雜質(zhì)，將樣品放置于鼓風(fēng)干燥箱內(nèi)60℃烘干24h，獲得堿活化四川方竹衍生碳，即鈉離子電池電極碳材料。

實(shí)施例4：

一種利用羅漢竹制備鈉離子電池電極碳材料的方法，包括以下步驟：

步驟一、取羅漢竹分別用乙醇，去離子水清洗后，放置于鼓風(fēng)干燥箱內(nèi)60℃烘干24h，獲得烘干后的羅漢竹；

步驟二、將烘干后的羅漢竹放置于瓷舟內(nèi)，用高溫管式爐在惰性氣氛保護(hù)下以25℃/min的升溫速率升至800℃后保溫碳化2h；得到羅漢竹衍生碳；

步驟三、將碳化后的羅漢竹衍生碳研磨成粉末后，用100目的篩子過篩，獲得顆粒均勻的羅漢竹衍生碳粉末，按KOH與去離子水的重量比為1：1配制KOH溶液，將羅漢竹衍生碳粉末加入KOH溶液中浸泡24h后，在真空烘箱里用80℃烘干12h，獲得堿處理后的羅漢竹衍生碳；所述羅漢竹衍生碳粉末與KOH的重量比為1:1；

步驟四、將堿處理后的羅漢竹衍生碳放置于管式爐中，在惰性氣氛的保護(hù)下以15℃/min的升溫速率升至950℃后保溫活化4h，反應(yīng)結(jié)束后待自然冷卻至室溫，獲得堿活化羅漢竹衍生碳；

步驟五、將堿活化羅漢竹衍生碳用0.5mol/L鹽酸酸洗至接近中性后，用酒精和50℃去離子水將樣品洗去雜質(zhì)，將樣品放置于鼓風(fēng)干燥箱內(nèi)60℃烘干24h，獲得堿活化羅漢竹衍生碳，即鈉離子電池電極碳材料。

實(shí)施例5：

一種利用唐竹制備鈉離子電池電極碳材料的方法，包括以下步驟：

步驟一、取唐竹分別用乙醇，去離子水清洗后，放置于鼓風(fēng)干燥箱內(nèi)80℃烘干36h，獲得烘干后的唐竹；

步驟二、將烘干后的唐竹放置于瓷舟內(nèi)，用高溫管式爐在惰性氣氛保護(hù)下以15℃/min的升溫速率升至1000℃后保溫碳化8h；得到唐竹衍生碳；

步驟三、將碳化后的唐竹衍生碳研磨成粉末后，用80目的篩子過篩，獲得顆粒均勻的唐竹衍生碳粉末，按KOH與去離子水的重量比為1：1配制KOH溶液，將唐竹衍生碳粉末加入KOH溶液中浸泡12h后，在真空烘箱里用60℃烘干36h，獲得堿處理后的唐竹衍生碳；所述唐竹衍生碳粉末與KOH的重量比為1:5；

步驟四、將堿處理后的唐竹衍生碳放置于管式爐中，在惰性氣氛的保護(hù)下以5℃/min的升溫速率升至1000℃后保溫活化8h，反應(yīng)結(jié)束后待自然冷卻至室溫，獲得堿活化唐竹衍生碳；

步驟五、將堿活化唐竹衍生碳用1mol/L鹽酸酸洗至接近中性后，用酒精和50℃去離子水將樣品洗去雜質(zhì)，將樣品放置于鼓風(fēng)干燥箱內(nèi)100℃烘干36h，獲得堿活化唐竹衍生碳，即鈉離子電池電極碳材料。

實(shí)施例6：

一種利用黃竹制備鈉離子電池電極碳材料的方法，包括以下步驟：

步驟一、取黃竹分別用乙醇，去離子水清洗后，放置于鼓風(fēng)干燥箱內(nèi)100℃烘干12h，獲得烘干后的黃竹；

步驟二、將烘干后的黃竹放置于瓷舟內(nèi)，用高溫管式爐在惰性氣氛保護(hù)下以20℃/min的升溫速率升至900℃后保溫碳化10h；得到黃竹衍生碳；

步驟三、將碳化后的黃竹衍生碳研磨成粉末后，用60目的篩子過篩，獲得顆粒均勻的黃竹衍生碳粉末，按NaOH與去離子水的重量比為1：1配制NaOH溶液，將黃竹衍生碳粉末加入NaOH溶液中浸泡12h后，在真空烘箱里用60℃烘干36h，獲得堿處理后的黃竹衍生碳；所述黃竹衍生碳粉末與NaOH的重量比為1:2；

步驟四、將堿處理后的黃竹衍生碳放置于管式爐中，在惰性氣氛的保護(hù)下以10℃/min的升溫速率升至1000℃后保溫活化10h，反應(yīng)結(jié)束后待自然冷卻至室溫，獲得堿活化黃竹衍生碳；

步驟五、將堿活化黃竹衍生碳用1mol/L鹽酸酸洗至接近中性后，用酒精和50℃去離子水將樣品洗去雜質(zhì)，將樣品放置于鼓風(fēng)干燥箱內(nèi)100℃烘干24h，獲得堿活化黃竹衍生碳，即鈉離子電池電極碳材料。

實(shí)施例7：

一種利用鳳尾竹制備鈉離子電池電極碳材料的方法，包括以下步驟：

步驟一、取鳳尾竹分別用乙醇，去離子水清洗后，放置于鼓風(fēng)干燥箱內(nèi)80℃烘干12h，獲得烘干后的鳳尾竹；

步驟二、將烘干后的鳳尾竹放置于瓷舟內(nèi)，用高溫管式爐在惰性氣氛保護(hù)下以25℃/min的升溫速率升至800℃后保溫碳化10h；得到鳳尾竹衍生碳；

步驟三、將碳化后的鳳尾竹衍生碳研磨成粉末后，用60目的篩子過篩，獲得顆粒均勻的鳳尾竹衍生碳粉末，按尿素與去離子水的重量比為1：1配制尿素溶液，將鳳尾竹衍生碳粉末加入尿素溶液中浸泡12h后，在真空烘箱里用120℃烘干24h，獲得堿處理后的鳳尾竹衍生碳；所述鳳尾竹衍生碳粉末與尿素的重量比為1:2；

步驟四、將堿處理后的鳳尾竹衍生碳放置于管式爐中，在惰性氣氛的保護(hù)下以15℃/min的升溫速率升至1000℃后保溫活化10h，反應(yīng)結(jié)束后待自然冷卻至室溫，獲得堿活化鳳尾竹衍生碳；

步驟五、將堿活化鳳尾竹衍生碳用0.8mol/L鹽酸酸洗至接近中性后，用酒精和50℃去離子水將樣品洗去雜質(zhì)，將樣品放置于鼓風(fēng)干燥箱內(nèi)100℃烘干24h，獲得堿活化鳳尾竹衍生碳，即鈉離子電池電極碳材料。

實(shí)施例8：

將步驟二的碳化過程替換為：將烘干后的楠竹加入旋轉(zhuǎn)碳化爐，碳化升溫過程為：以1℃/min的速度升溫至100℃，保溫10min，然后以5℃/min的速度升溫至300℃，保溫1h，然后以15℃/min的速度升溫至600℃，保溫3h，得到楠竹衍生碳；所述碳化旋轉(zhuǎn)爐的旋轉(zhuǎn)速度為3r/min；其余參數(shù)與實(shí)施例1中的完全相同，工藝過程也完全相同；該實(shí)施例制備的鈉離子電池電極碳材料首次放電比容量為470mAh/g，經(jīng)過3次循環(huán)后，比容量穩(wěn)定在314mAh/g附近，歷經(jīng)50次循環(huán)后比容量仍能保持在295mAh/g。

實(shí)施例9：

將步驟二的碳化過程替換為：將烘干后的楠竹加入旋轉(zhuǎn)碳化爐，碳化升溫過程為：以5℃/min的速度升溫至200℃，保溫30min，然后以10℃/min的速度升溫至500℃，保溫2h，然后以30℃/min的速度升溫至1000℃，保溫5h，得到竹子衍生碳；所述碳化旋轉(zhuǎn)爐的旋轉(zhuǎn)速度為10r/min；其余參數(shù)與實(shí)施例1中的完全相同，工藝過程也完全相同；該實(shí)施例制備的鈉離子電池電極碳材料首次放電比容量為469mAh/g，經(jīng)過3次循環(huán)后，比容量穩(wěn)定在312mAh/g附近，歷經(jīng)50次循環(huán)后比容量仍能保持在293mAh/g。

實(shí)施例10：

將步驟二的碳化過程替換為：將烘干后的楠竹加入旋轉(zhuǎn)碳化爐，碳化升溫過程為：以2℃/min的速度升溫至150℃，保溫20min，然后以6℃/min的速度升溫至400℃，保溫1.5h，然后以20℃/min的速度升溫至900℃，保溫2h，得到竹子衍生碳；所述碳化旋轉(zhuǎn)爐的旋轉(zhuǎn)速度為5r/min；其余參數(shù)與實(shí)施例1中的完全相同，工藝過程也完全相同；該實(shí)施例制備的鈉離子電池電極碳材料首次放電比容量為468mAh/g，經(jīng)過3次循環(huán)后，比容量穩(wěn)定在310mAh/g附近，歷經(jīng)50次循環(huán)后比容量仍能保持在291mAh/g。

實(shí)施例11：

將步驟四中活化的升溫過程替換為：以0.5℃/min的速度升溫至100℃，保溫30min，然后以3℃/min的速度升溫至300℃，保溫2h，然后以10℃/min的速度升溫至800℃，保溫3h，完成活化；其余參數(shù)與實(shí)施例1中的完全相同，工藝過程也完全相同；該實(shí)施例制備的鈉離子電池電極碳材料首次放電比容量為468mAh/g，經(jīng)過3次循環(huán)后，比容量穩(wěn)定在311mAh/g附近，歷經(jīng)50次循環(huán)后比容量仍能保持在292mAh/g。

實(shí)施例12：

將步驟四中活化的升溫過程替換為：以2℃/min的速度升溫至200℃，保溫60min，然后以5℃/min的速度升溫至600℃，保溫3h，然后以30℃/min的速度升溫至1000℃，保溫5h，完成活化；其余參數(shù)與實(shí)施例1中的完全相同，工藝過程也完全相同；該實(shí)施例制備的鈉離子電池電極碳材料首次放電比容量為469mAh/g，經(jīng)過3次循環(huán)后，比容量穩(wěn)定在311mAh/g附近，歷經(jīng)50次循環(huán)后比容量仍能保持在293mAh/g。

實(shí)施例13：

將步驟四中活化的升溫過程替換為：以1℃/min的速度升溫至150℃，保溫50min，然后以4℃/min的速度升溫至500℃，保溫2.5h，然后以20℃/min的速度升溫至900℃，保溫4h，完成活化；其余參數(shù)與實(shí)施例1中的完全相同，工藝過程也完全相同；該實(shí)施例制備的鈉離子電池電極碳材料首次放電比容量為469mAh/g，經(jīng)過3次循環(huán)后，比容量穩(wěn)定在312mAh/g附近，歷經(jīng)50次循環(huán)后比容量仍能保持在292mAh/g。

實(shí)施林14：

將步驟二的碳化過程替換為：將烘干后的楠竹加入旋轉(zhuǎn)碳化爐，碳化升溫過程為：以2℃/min的速度升溫至150℃，保溫20min，然后以6℃/min的速度升溫至400℃，保溫1.5h，然后以20℃/min的速度升溫至900℃，保溫2h，得到竹子衍生碳；所述碳化旋轉(zhuǎn)爐的旋轉(zhuǎn)速度為5r/min；

將步驟四中活化的升溫過程替換為：以1℃/min的速度升溫至150℃，保溫50min，然后以4℃/min的速度升溫至500℃，保溫2.5h，然后以20℃/min的速度升溫至900℃，保溫4h，完成活化；其余參數(shù)與實(shí)施例1中的完全相同，工藝過程也完全相同。該實(shí)施例制備的鈉離子電池電極碳材料首次放電比容量為475mAh/g，經(jīng)過3次循環(huán)后，比容量穩(wěn)定在318mAh/g附近，歷經(jīng)50次循環(huán)后比容量仍能保持在298mAh/g。

實(shí)施例15：

在所述步驟一和步驟二之間還包括以下過程：將烘干后的楠竹粉碎，并用10目的篩子過篩，按重量份，取過篩后的楠竹粉末10份加入到150份1mol/L的鹽酸溶液中，在80℃下攪拌2小時(shí)，然后過濾，將過濾后的楠竹粉末用水沖洗至中性，烘干，將烘干后楠竹粉末用電子束進(jìn)行輻照，得到預(yù)處理楠竹粉末；所述電子束的能量為10MeV；所述電子束輻照的輻照劑量率為200kGy/h，輻照劑量為200kGy；其余參數(shù)與實(shí)施例1中的完全相同，工藝過程也完全相同。該實(shí)施例制備的鈉離子電池電極碳材料首次放電比容量為472mAh/g，經(jīng)過3次循環(huán)后，比容量穩(wěn)定在315mAh/g附近，歷經(jīng)50次循環(huán)后比容量仍能保持在300mAh/g。

實(shí)施例16：

在所述步驟一和步驟二之間還包括以下過程：將烘干后的楠竹粉碎，并用30目的篩子過篩，按重量份，取過篩后的楠竹粉末12份加入到180份1mol/L的鹽酸溶液中，在80℃下攪拌2小時(shí)，然后過濾，將過濾后的楠竹粉末用水沖洗至中性，烘干，將烘干后楠竹粉末用電子束進(jìn)行輻照，得到預(yù)處理楠竹粉末；所述電子束的能量為12MeV；所述電子束輻照的輻照劑量率為400kGy/h，輻照劑量為800kGy；其余參數(shù)與實(shí)施例1中的完全相同，工藝過程也完全相同。該實(shí)施例制備的鈉離子電池電極碳材料首次放電比容量為471mAh/g，經(jīng)過3次循環(huán)后，比容量穩(wěn)定在312mAh/g附近，歷經(jīng)50次循環(huán)后比容量仍能保持在298mAh/g。

實(shí)施例17：

在所述步驟一和步驟二之間還包括以下過程：將烘干后的楠竹粉碎，并用50目的篩子過篩，按重量份，取過篩后的楠竹粉末15份加入到200份1mol/L的鹽酸溶液中，在80℃下攪拌2小時(shí)，然后過濾，將過濾后的楠竹粉末用水沖洗至中性，烘干，將烘干后楠竹粉末用電子束進(jìn)行輻照，得到預(yù)處理楠竹粉末；所述電子束的能量為15MeV；所述電子束輻照的輻照劑量率為1000kGy/h，輻照劑量為1000kGy；其余參數(shù)與實(shí)施例1中的完全相同，工藝過程也完全相同。該實(shí)施例制備的鈉離子電池電極碳材料首次放電比容量為473mAh/g，經(jīng)過3次循環(huán)后，比容量穩(wěn)定在316mAh/g附近，歷經(jīng)50次循環(huán)后比容量仍能保持在302mAh/g。

實(shí)施例18：

對(duì)預(yù)處理楠竹粉末還包括以下過程：

在超臨界反應(yīng)裝置中加入預(yù)處理楠竹粉末10份、丙烯酸乙酯5份、醋酸乙烯酯5份、過硫酸銨0.01份、水100份，攪拌均勻，然后將體系密封，通入二氧化碳至10MPa、溫度50℃下的條件下反應(yīng)1小時(shí)，然后卸去二氧化碳?jí)毫?，攪?0min后加入過硫酸銨0.01份、苯乙烯3份、甲基丙烯酸甲酯3份，然后再次注入二氧化碳至壓力為40MPa，攪拌1小時(shí)，卸壓，然后用乙醇沉淀，在70℃下真空干燥，得到反應(yīng)粗產(chǎn)物，用索氏提取器將粗產(chǎn)物用丙酮洗提直至除去反應(yīng)產(chǎn)生的均聚物，在75℃下真空干燥24小時(shí)，得到改性楠竹粉末；其余參數(shù)與實(shí)施例16中的完全相同，工藝過程也完全相同。該實(shí)施例制備的鈉離子電池電極碳材料首次放電比容量為480mAh/g，經(jīng)過3次循環(huán)后，比容量穩(wěn)定在320mAh/g附近，歷經(jīng)50次循環(huán)后比容量仍能保持在310mAh/g。

實(shí)施例19：

對(duì)預(yù)處理楠竹粉末還包括以下過程：

在超臨界反應(yīng)裝置中加入預(yù)處理楠竹粉末15份、丙烯酸乙酯10份、醋酸乙烯酯10份、過硫酸銨0.05份、水150份，攪拌均勻，然后將體系密封，通入二氧化碳至20MPa、溫度65℃下的條件下反應(yīng)3小時(shí)，然后卸去二氧化碳?jí)毫Γ瑪嚢?0min后加入過硫酸銨0.01份、苯乙烯5份、甲基丙烯酸甲酯5份，然后再次注入二氧化碳至壓力為60MPa，攪拌3小時(shí)，卸壓，然后用乙醇沉淀，在70℃下真空干燥，得到反應(yīng)粗產(chǎn)物，用索氏提取器將粗產(chǎn)物用丙酮洗提直至除去反應(yīng)產(chǎn)生的均聚物，在75℃下真空干燥24小時(shí)，得到改性楠竹粉末；其余參數(shù)與實(shí)施例16中的完全相同，工藝過程也完全相同。該實(shí)施例制備的鈉離子電池電極碳材料首次放電比容量為478mAh/g，經(jīng)過3次循環(huán)后，比容量穩(wěn)定在318mAh/g附近，歷經(jīng)50次循環(huán)后比容量仍能保持在308mAh/g。

實(shí)施例20：

對(duì)預(yù)處理楠竹粉末還包括以下過程：

在超臨界反應(yīng)裝置中加入預(yù)處理楠竹粉末12份、丙烯酸乙酯8份、醋酸乙烯酯8份、過硫酸銨0.03份、水120份，攪拌均勻，然后將體系密封，通入二氧化碳至15MPa、溫度60℃下的條件下反應(yīng)2小時(shí)，然后卸去二氧化碳?jí)毫?，攪?5min后加入過硫酸銨0.01份、苯乙烯4份、甲基丙烯酸甲酯4份，然后再次注入二氧化碳至壓力為50MPa，攪拌2小時(shí)，卸壓，然后用乙醇沉淀，在70℃下真空干燥，得到反應(yīng)粗產(chǎn)物，用索氏提取器將粗產(chǎn)物用丙酮洗提直至除去反應(yīng)產(chǎn)生的均聚物，在75℃下真空干燥24小時(shí)，得到改性楠竹粉末；其余參數(shù)與實(shí)施例16中的完全相同，工藝過程也完全相同。該實(shí)施例制備的鈉離子電池電極碳材料首次放電比容量為482mAh/g，經(jīng)過3次循環(huán)后，比容量穩(wěn)定在325mAh/g附近，歷經(jīng)50次循環(huán)后比容量仍能保持在312mAh/g。

實(shí)施例21：

將步驟三中浸泡的過程替換為：將楠竹衍生碳粉末用濾紙包裹，然后放入漏斗中，并將KOH溶液以50mL/min的速度循環(huán)注入到漏斗內(nèi)，連續(xù)注入24小時(shí)，然后真空干燥，得到堿處理后的楠竹衍生碳；其余參數(shù)與實(shí)施例1中的完全相同，工藝過程也完全相同。該實(shí)施例制備的鈉離子電池電極碳材料首次放電比容量為470mAh/g，經(jīng)過3次循環(huán)后，比容量穩(wěn)定在308mAh/g附近，歷經(jīng)50次循環(huán)后比容量仍能保持在295mAh/g。

實(shí)施例22：

將步驟三中浸泡的過程替換為：將楠竹衍生碳粉末用濾紙包裹，然后放入漏斗中，并將KOH溶液以100mL/min的速度循環(huán)注入到漏斗內(nèi)，連續(xù)注入48小時(shí)，然后真空干燥，得到堿處理后的楠竹衍生碳；其余參數(shù)與實(shí)施例1中的完全相同，工藝過程也完全相同。該實(shí)施例制備的鈉離子電池電極碳材料首次放電比容量為471mAh/g，經(jīng)過3次循環(huán)后，比容量穩(wěn)定在310mAh/g附近，歷經(jīng)50次循環(huán)后比容量仍能保持在300mAh/g。

實(shí)施例23：

將步驟三中浸泡的過程替換為：將楠竹衍生碳粉末用濾紙包裹，然后放入漏斗中，并將KOH溶液以80mL/min的速度循環(huán)注入到漏斗內(nèi)，連續(xù)注入36小時(shí)，然后真空干燥，得到堿處理后的楠竹衍生碳；其余參數(shù)與實(shí)施例1中的完全相同，工藝過程也完全相同。該實(shí)施例制備的鈉離子電池電極碳材料首次放電比容量為472mAh/g，經(jīng)過3次循環(huán)后，比容量穩(wěn)定在312mAh/g附近，歷經(jīng)50次循環(huán)后比容量仍能保持在302mAh/g。

實(shí)施例24：

將步驟二的碳化過程替換為：將烘干后的楠竹加入旋轉(zhuǎn)碳化爐，碳化升溫過程為：以2℃/min的速度升溫至150℃，保溫20min，然后以6℃/min的速度升溫至400℃，保溫1.5h，然后以20℃/min的速度升溫至900℃，保溫2h，得到竹子衍生碳；所述碳化旋轉(zhuǎn)爐的旋轉(zhuǎn)速度為5r/min；

將步驟四中活化的升溫過程替換為：以1℃/min的速度升溫至150℃，保溫50min，然后以4℃/min的速度升溫至500℃，保溫2.5h，然后以20℃/min的速度升溫至900℃，保溫4h，完成活化；

將步驟三中浸泡的過程替換為：將楠竹衍生碳粉末用濾紙包裹，然后放入漏斗中，并將KOH溶液以80mL/min的速度循環(huán)注入到漏斗內(nèi)，連續(xù)注入36小時(shí)，然后真空干燥，得到堿處理后的楠竹衍生碳；

其余參數(shù)與實(shí)施例1中的完全相同，工藝過程也完全相同。該實(shí)施例制備的鈉離子電池電極碳材料首次放電比容量為480mAh/g，經(jīng)過3次循環(huán)后，比容量穩(wěn)定在322mAh/g附近，歷經(jīng)50次循環(huán)后比容量仍能保持在310mAh/g。

實(shí)施例25：

將步驟二的碳化過程替換為：將烘干后的楠竹加入旋轉(zhuǎn)碳化爐，碳化升溫過程為：以2℃/min的速度升溫至150℃，保溫20min，然后以6℃/min的速度升溫至400℃，保溫1.5h，然后以20℃/min的速度升溫至900℃，保溫2h，得到竹子衍生碳；所述碳化旋轉(zhuǎn)爐的旋轉(zhuǎn)速度為5r/min；

將步驟四中活化的升溫過程替換為：以1℃/min的速度升溫至150℃，保溫50min，然后以4℃/min的速度升溫至500℃，保溫2.5h，然后以20℃/min的速度升溫至900℃，保溫4h，完成活化；

將步驟三中浸泡的過程替換為：將楠竹衍生碳粉末用濾紙包裹，然后放入漏斗中，并將KOH溶液以80mL/min的速度循環(huán)注入到漏斗內(nèi)，連續(xù)注入36小時(shí)，然后真空干燥，得到堿處理后的楠竹衍生碳；

其余參數(shù)與實(shí)施例16中的完全相同，工藝過程也完全相同。該實(shí)施例制備的鈉離子電池電極碳材料首次放電比容量為488mAh/g，經(jīng)過3次循環(huán)后，比容量穩(wěn)定在331mAh/g附近，歷經(jīng)50次循環(huán)后比容量仍能保持在320mAh/g。

實(shí)施例26：

將步驟二的碳化過程替換為：將烘干后的楠竹加入旋轉(zhuǎn)碳化爐，碳化升溫過程為：以2℃/min的速度升溫至150℃，保溫20min，然后以6℃/min的速度升溫至400℃，保溫1.5h，然后以20℃/min的速度升溫至900℃，保溫2h，得到竹子衍生碳；所述碳化旋轉(zhuǎn)爐的旋轉(zhuǎn)速度為5r/min；

將步驟四中活化的升溫過程替換為：以1℃/min的速度升溫至150℃，保溫50min，然后以4℃/min的速度升溫至500℃，保溫2.5h，然后以20℃/min的速度升溫至900℃，保溫4h，完成活化；

將步驟三中浸泡的過程替換為：將楠竹衍生碳粉末用濾紙包裹，然后放入漏斗中，并將KOH溶液以80mL/min的速度循環(huán)注入到漏斗內(nèi)，連續(xù)注入36小時(shí)，然后真空干燥，得到堿處理后的楠竹衍生碳；

其余參數(shù)與實(shí)施例20中的完全相同，工藝過程也完全相同。該實(shí)施例制備的鈉離子電池電極碳材料首次放電比容量為495mAh/g，經(jīng)過3次循環(huán)后，比容量穩(wěn)定在340mAh/g附近，歷經(jīng)50次循環(huán)后比容量仍能保持330mAh/g。

盡管本發(fā)明的實(shí)施方案已公開如上，但其并不僅僅限于說明書和實(shí)施方式中所列運(yùn)用，它完全可以被適用于各種適合本發(fā)明的領(lǐng)域，對(duì)于熟悉本領(lǐng)域的人員而言，可容易地實(shí)現(xiàn)另外的修改，因此在不背離權(quán)利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本發(fā)明并不限于特定的細(xì)節(jié)和這里示出與描述的圖例。