[發(fā)明專利]一種復(fù)合硬碳負(fù)極材料、制備方法及應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210272302.9
• 申請(qǐng)日: 2022-03-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114639809B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-10-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王保峰;石葛軍;易慧敏;徐璞;熊振南
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海電力大學(xué)
• 主分類號(hào): H01M4/36
• 分類號(hào): H01M4/36;H01M4/583;H01M10/054;C01B32/05
• 代理公司: 南京禹為知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 32272
• 代理人: 王曉東

1.一種復(fù)合硬碳負(fù)極材料的制備方法，其特征在于：包括，

將生物質(zhì)原料粉碎后，在保護(hù)氣體氣氛下進(jìn)行升溫煅燒，保溫，自然冷卻到室溫，得生物質(zhì)碳；

將所得生物質(zhì)碳與催化劑混合后，在保護(hù)氣體氣氛下進(jìn)行升溫煅燒，保溫，自然冷卻到室溫，得催化熱解產(chǎn)物；

將催化熱解產(chǎn)物刻蝕、清洗、干燥，即得純化的復(fù)合硬碳負(fù)極材料。

2.如權(quán)利要求1所述復(fù)合硬碳負(fù)極材料的制備方法，其特征在于：所述生物質(zhì)原料為稻殼、麥麩、小麥秸稈、玉米秸稈、玉米芯、椰殼、花生殼、棕櫚殼、甘蔗渣、蘋(píng)果渣、咖啡渣、香蕉廢料、大豆、棉花、蒼耳子、牛蒡子中的一種或幾種。

3.如權(quán)利要求1所述復(fù)合硬碳負(fù)極材料的制備方法，其特征在于：所述催化劑為苝酸酐金屬配合物的一種或幾種，制備方法為將含苝酸酐的溶液與金屬鹽溶液在堿液中混合，90-120℃下水熱反應(yīng)24-48h。

4.如權(quán)利要求3所述復(fù)合硬碳負(fù)極材料的制備方法，其特征在于：所述含苝酸酐的溶液，為濃度0.001-0.2mol/L的苝四甲酸二酐溶液；所述金屬鹽溶液為鐵、鈷、鎳鹽中的一種或組合，包括但不限于乙酸鐵、硫酸鐵、氯化鐵、硝酸鐵、乙酸鈷、硫酸鈷、氯化鈷、硝酸鈷、乙酸鎳、硫酸鎳、氯化鎳、硝酸鎳，濃度為0.001-0.2mol/L；堿液為NaOH或KOH中的一種或組合，堿液濃度為0.001-0.2mol/L；

苝四甲酸二酐溶液、金屬鹽溶液、堿液的體積比為：1：1～3：4。

5.如權(quán)利要求1所述復(fù)合硬碳負(fù)極材料的制備方法，其特征在于：所述生物質(zhì)碳與催化劑混合，催化劑與生物質(zhì)碳的混合質(zhì)量比為1～4：3；混合條件為機(jī)械攪拌、臥式球磨、人工研磨中的一種或幾種，混合時(shí)間為1-4h。

6.如權(quán)利要求1所述復(fù)合硬碳負(fù)極材料的制備方法，其特征在于：所述兩步在保護(hù)氣體氣氛下進(jìn)行升溫煅燒，保溫，保護(hù)氣體均為氮?dú)狻鍤饣驓錃庵械囊环N或幾種；均以0.5-10℃/min的速率升溫至600-1100℃煅燒，保溫1-6h。

7.如權(quán)利要求1所述復(fù)合硬碳負(fù)極材料的制備方法，其特征在于：所述刻蝕，刻蝕試劑為鹽酸、硝酸、硫酸、氫氟酸中的一種或幾種，刻蝕試劑濃度為4-12mol/L，刻蝕時(shí)間為4-24h。

8.如權(quán)利要求1所述復(fù)合硬碳負(fù)極材料的制備方法，其特征在于：所述清洗、干燥，清洗試劑為去離子水、無(wú)水乙醇中的一種或幾種，清洗時(shí)間為1-4h，干燥溫度為80℃-120℃，干燥時(shí)間為8-24h。

9.如權(quán)利要求1～8所述復(fù)合硬碳負(fù)極材料的制備方法制備所得的復(fù)合硬碳負(fù)極材料。

10.如權(quán)利要求9所述復(fù)合硬碳負(fù)極材料在制備鈉離子電池上的應(yīng)用。