[發(fā)明專利]一種生物質超結構碳及其制備方法與應用

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• 申請日: 2021-11-09
• 公開（公告）號: CN114031076A
• 公開（公告）日: 2022-02-11
• 發(fā)明（設計）人: 楊維清;王慶;李杰;童琦峻;江欣
• 申請（專利權）人: 四川金時新能科技有限公司
• 主分類號: C01B32/348
• 分類號: C01B32/348;C01B32/324;H01G11/34
• 代理公司: 北京正華智誠專利代理事務所(普通合伙) 11870
• 代理人: 楊浩林

1.一種生物質超結構碳的制備方法，其特征在于，包括以步驟：

(1)生物質前驅體制備：將苧麻與1～6mol/L的KOH溶液按料液比1g：30～40mL混合，于170～190℃下反應5～7h，然后過濾、烘干，即得；

(2)生物質超結構碳制備：將生物質前驅體與金屬鎂按質量比1～6:1混合均勻，其后于保護氣體環(huán)境下升溫至650～750℃，其后通入氣流量為15～25sccm的CO₂于650～750℃下反應30～90min，即得。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，還包括生物質超結構碳的后處理，后處理方法為：將步驟(2)所得生物質超結構碳浸沒于濃度為0.5～2mol/L的鹽酸溶液中浸泡8-12h，然后進行抽濾，并于真空條件、100～120℃下烘干10～14h。

3.根據權利要求1或2所述的制備方法，其特征在于：步驟(1)中烘干條件為在60～80℃下烘干10～14h。

4.根據權利要求1或2所述的制備方法，其特征在于：步驟(2)中生物質前驅體與金屬鎂的混合方式為在400～600r/min的轉數(shù)下混合1.5～2.5h。

5.根據權利要求1或2所述的制備方法，其特征在于：步驟(2)中保護氣體為Ar或N₂，其氣流量為30～50sccm。

6.采用權利要求1～5任一項所述的制備方法制備的生物質超結構碳。

7.根據權利要求6所述的生物質超結構碳在制作電容器中的應用。

8.根據權利要求7所述的應用，其特征在于，所述電容器為扣式電容器，其經過以下步驟制得：

S1：將生物質超結構碳、導電炭黑和聚四氟乙烯按照質量比為7～9:1:1混合，并將混合物加入異丙醇中攪拌均勻，其后于70～90℃干燥至異丙醇揮發(fā)干，得復合基材；

S2：將復合基材制成厚度為70～90μm、直徑為11～13mm的圓片，并于110～130℃干燥22～26h；

S3：將干燥后的圓片壓在泡沫鎳上，得多孔碳纖維電極；

S4：以EMIMBF₄離子液體作為電解液，多孔碳纖維電極為正負極，制作成扣式電容器。

9.根據權利要求7所述的應用，其特征在于，所述電容器為軟包電容器，其經過以下步驟制得：

S1：將生物質超結構碳、乙炔黑和聚偏二氟乙烯按照質量比7～9:1:1混合，并將混合物溶解于N-甲基-2-吡咯烷酮中，其后涂在鋁箔上于100～120℃真空干燥10～14h，得活性電極材料；

S2：以活性電極材料為正負極，以0.5～1.5mol·L^-1的LiPF₆/EC+DMC溶液為電解液，制作成軟包電容器；所述正負極之間用聚丙烯膜隔開。