[發(fā)明專利]煤基儲熱碳材料及其制備方法與應(yīng)用、用于制備煤基儲熱碳材料的組合物與應(yīng)用

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202110362066.5
• 申請日: 2021-04-02
• 公開（公告）號: CN115181554A
• 公開（公告）日: 2022-10-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 高光輝;衛(wèi)昶;梁文斌;劉均慶;段春婷;鄭冬芳;馮波;任凱;盛英;文成玉
• 申請（專利權(quán)）人: 國家能源投資集團有限責(zé)任公司;北京低碳清潔能源研究院
• 主分類號: C09K5/14
• 分類號: C09K5/14;C01B32/05;C01B32/205
• 代理公司: 北京潤平知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11283
• 代理人: 劉依云;趙澤麗

1.一種煤基儲熱碳材料，其特征在于，所述煤基儲熱材料包括組分A和組分B；

所述組分A的ID/IG為0-0.6，所述組分B的ID/IG1；

其中，ID為通過拉曼光譜獲得的D峰的高度，IG為通過拉曼光譜獲得的G峰的高度；

所述煤基儲熱碳材料通過XRD獲得的c軸方向的微晶尺寸L_c為15-70nm，a軸方向的微晶尺寸L_a為15-150nm，(002)晶面的層間距d₀₀₂為3.345-3.370nm。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤基儲熱碳材料，所述煤基儲熱碳材料的抗壓強度與熱導(dǎo)率的比值為0.3-0.8。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的煤基儲熱碳材料，其中，所述煤基儲熱碳材料的體積密度為1.7-2g/cm³，熱導(dǎo)率為10-200W/mK，抗壓強度為18-50MPa。

4.一種用于制備煤基儲熱碳材料的組合物，其特征在于，所述組合物包括煤、粘結(jié)劑和可選的導(dǎo)熱填料；

基于所述組合物的總重量，所述煤的含量為10-80wt％，所述粘結(jié)劑的用量為10-40wt％，所述導(dǎo)熱填料的用量為0-55wt％；

以所述煤的總重量計，所述煤包含0.5-20wt％的灰分和0-30wt％的揮發(fā)分；

所述煤的C/H比值2。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的組合物，其中，基于所述組合物的總重量，所述煤的含量為15-70wt％，所述粘結(jié)劑的用量為10.1-35wt％，所述導(dǎo)熱填料的用量為10-50wt％；

優(yōu)選地，以所述煤的總重量計，所述煤包含0.5-5wt％的灰分和5-20wt％的揮發(fā)分；所述煤的C/H比值為2.2-4.2。

6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的組合物，其中，所述煤通過XRD獲得的(002)晶面的層間距d₀₀₂為3.345-3.370nm，c軸方向的微晶尺寸L_c為20-65nm，a軸方向的微晶尺寸L_a為17.66-140nm。

7.根據(jù)權(quán)利要求3-6中任意一項所述的組合物，其中，所述粘結(jié)劑為瀝青，優(yōu)選為中間相瀝青；

優(yōu)選地，所述粘結(jié)劑的軟化點為80-350℃。

8.根據(jù)權(quán)利要求3-7中任意一項所述的組合物，其中，所述導(dǎo)熱填料選自天然鱗片石墨和/或人造石墨；

優(yōu)選地，所述導(dǎo)熱填料通過XRD獲得的c軸方向的微晶尺寸L_c為20-60nm，a軸方向的微晶尺寸L_a為40-80nm和(002)晶面的層間距d₀₀₂為3.350-3.369nm；

優(yōu)選地，以所述導(dǎo)熱填料的總重量為基準，碳含量為50-100wt％；

優(yōu)選地，所述導(dǎo)熱填料的石墨化度為80-100％。

9.一種煤基儲熱碳材料的制備方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

S1、將煤基儲熱碳材料組合物中的各組分進行煤基儲熱碳材料組合物進行混合，得到混合料；

S2、將所述混合料進行壓坯、成型，得到成型樣品；

S3、在真空條件下或在惰性氣氛存在的條件下，將所述成型樣品進行焙燒，得到所述煤基儲熱碳材料；

其中，所述組合物包括煤、粘結(jié)劑和可選的導(dǎo)熱填料；

基于所述組合物的總重量，所述煤的含量為10-80wt％，所述粘結(jié)劑的用量為10-40wt％，所述導(dǎo)熱填料的用量為0-55wt％；

以所述煤的總重量計，所述煤包含0.5-20wt％的灰分和0-30wt％的揮發(fā)分；所述煤的C/H比值2。