[發明專利]一種基于SA修飾硬碳活性材料的電極及其制備方法

在審

• 申請號: 201910021847.0
• 申請日: 2019-01-10
• 公開（公告）號: CN109755572A
• 公開（公告）日: 2019-05-14
• 發明（設計）人: 徐自強;劉嘉昊;吳孟強;馬云飛;李湜
• 申請（專利權）人: 電子科技大學;保山亞隆信投資管理有限責任公司
• 主分類號: H01M4/583
• 分類號: H01M4/583;H01M4/62;H01M4/133;H01M4/1393;H01M10/054
• 代理公司: 成都點睛專利代理事務所(普通合伙) 51232
• 代理人: 葛啟函

1.一種基于SA修飾硬碳活性材料的電極，所述電極包括電極活性材料、導電劑、粘結劑和集流體，其特征在于，所述電極活性材料為具有納米近平行多通道結構的椰棕絲纖維生物質硬碳材料，所述粘結劑為海藻酸鈉。

2.根據權利要求1所述的電極，其特征在于，所述椰棕絲纖維生物質硬碳材料采用如下方式制備：首先對椰棕絲纖維進行酸洗，經分離、干燥得到酸洗產物；然后將所述干燥產物在惰性氣氛下進行多次熱解得到熱解產物，熱解次數為2～4次，熱解總時長為3～6小時，其中完成一次熱解后待產物冷卻后再進行下一次熱解，兩次熱解操作之間經過球磨處理進行粉粹混料；最后對所述熱解產物進行酸洗，經分離、干燥得到椰棕絲纖維生物質硬碳材料。

3.一種基于SA修飾硬碳活性材料的電極的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟A：對椰棕絲纖維進行酸洗，經分離、干燥得到干燥產物；

步驟B：將步驟A得到的干燥產物在惰性氣氛下進行多次熱解得到熱解產物；其中完成一次熱解后待產物冷卻后再進行下一次熱解，兩次熱解操作之間經過球磨處理進行粉粹混料；

步驟C：對步驟B得到的熱解產物進行酸洗，經分離、干燥得到椰棕絲纖維生物質硬碳材料；

步驟D：將粘結劑粉末成分散在溶劑中制得粘結劑分散液；

步驟E：將步驟C制得的椰棕絲纖維生物質硬碳材料、步驟D制得的粘結劑分散液和導電劑混合均勻得到混合漿料，然后將所述混合漿料制作在集流體上，至此制得電極。

4.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述步驟A和C中酸洗采用強酸性溶液，所述強酸性溶液為鹽酸或硫酸溶液，濃度為1～3mol/L，具體將椰棕絲纖維置于強酸性溶液中攪拌洗滌；所述步驟A中洗滌時間為15～24小時，所述步驟C中洗滌時間為4～6小時。

5.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述步驟B中熱解的次數為2～4次，多次熱解的總時間維持在3～6小時。

6.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述步驟B采用兩次熱解時，具體操作如下：

步驟B1：將步驟A得到的酸洗產物置于惰性氣下進行預熱解；

步驟B2：將預熱解完成后得到的冷卻產物進行球磨；

步驟B3：將球磨完成后得到的混合物置于惰性氣下進行二次熱解。

7.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述步驟B1中預熱解的工藝參數如下：升溫速率為2～5℃/min，熱解溫度為300～500℃，在熱解溫度下保溫時間為1～3小時；所述步驟B2中球磨的工藝參數如下：球和物料的質量比為3～5∶1，球磨速率為200～300r/min，球磨時間為1～3小時；所述步驟B3中二次熱解的工藝參數如下：溫速率為2～5℃/min，熱解溫度為1000～1200℃，在熱解溫度下保溫時間為1～3小時。

8.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述步驟A中分離具體采用抽濾分離；干燥具體采用烘干，其操作是將分離得到的固體物質置于70～90℃恒溫烘箱中干燥10～20小時；所述步驟C中分離具體采用抽濾分離；干燥具體采用烘干，其操作是將分離得到的固體物質置于70～90℃恒溫烘箱中干燥3～12小時。

9.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述步驟D中粘結劑的粘度優選為40～90Pa/S；所述步驟D中粘結劑的濃度為15～20g/L。

10.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述步驟E中混合漿料中粘結劑的濃度為5～15wt％，所述椰棕絲纖維生物質硬碳材料與粘結劑的質量比為8～9.5∶1。