[发明专利]花椒硬碳钠/钾离子负极材料及其制备方法和用途在审
申请号: | 201810853591.5 | 申请日: | 2018-07-30 |
公开(公告)号: | CN108975304A | 公开(公告)日: | 2018-12-11 |
发明(设计)人: | 吴孟强;陈诚;徐自强;王跃生;陈金琛;宋尧琛;冯婷婷 | 申请(专利权)人: | 电子科技大学 |
主分类号: | C01B32/05 | 分类号: | C01B32/05;H01M4/587;H01M10/054 |
代理公司: | 成都点睛专利代理事务所(普通合伙) 51232 | 代理人: | 敖欢;葛启函 |
地址: | 611731 四川省成*** | 国省代码: | 四川;51 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 花椒 硬碳 钾离子 负极材料 花椒废渣 制备 硬碳前驱体材料 退火 惰性气体保护 首次库伦效率 钠离子电池 前驱体材料 传统生产 干燥处理 高温碳化 退火处理 替代品 负极 低成本 管式炉 花椒籽 生物质 预碳化 烘干 碱液 酸液 脱嵌 火锅 洗涤 清洗 废弃 合成 生产 | ||
1.一种花椒硬碳钠/钾离子负极材料的制备方法,其特征在于包括以下步骤:
步骤1、首先收集花椒,清洗并干燥处理;
步骤2、将处理后的花椒置于管式炉中在惰性气体的保护下进行预碳化、高温碳化、以及退火处理;
步骤3、退火后的花椒碳用碱液、酸液、水依次洗涤,烘干后得到花椒硬碳钠/钾离子负极材料。
2.根据权利要求1所述的花椒硬碳钠/钾离子负极材料的制备方法,其特征在于:所述花椒为生花椒、或烹调过的花椒废料,包括花椒壳、花椒籽其中至少一种。
3.根据权利要求1所述的花椒硬碳钠/钾离子负极材料的制备方法,其特征在于:步骤1中清洗时将花椒置于水、乙醇、甲醇、丙酮中一种或者几种混合溶液中清洗除去表面油脂,清洗液体温度为10-100℃。
4.根据权利要求1所述的花椒硬碳钠/钾离子负极材料的制备方法,其特征在于:步骤2中预碳化前对花椒进行单独酸洗、或者单独碱洗、或者先碱洗后酸洗,碱液选自氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化锂、氨水,酸液选自盐酸、硫酸、硝酸、乙酸;碱液的氢氧根浓度为0.3-1mol\L,酸液的氢离子浓度为0.5-3mol\L的,洗涤时间为1-10小时,洗涤温度为10-90℃。
5.根据权利要求1所述的花椒硬碳钠/钾离子负极材料的制备方法,其特征在于:步骤2中预碳化的温度为200-500℃,气氛为氩气、或氮气、或空气、或氩气和氮气的混合气,保温时间为0.5-5小时。
6.根据权利要求1所述的花椒硬碳钠/钾离子负极材料的制备方法,其特征在于:步骤2中高温碳化的温度为600-2000℃,升温速率为1-20℃/min,气氛为氩气、或氮气、或空气、或氩气和氮气的混合气,气体流速为5-300CC/min,保温时间为1-5小时。
7.根据权利要求1所述的花椒硬碳钠/钾离子负极材料的制备方法,其特征在于:步骤2中退火处理时,退火温度为200-500℃,升温速率为1-20℃/min,气氛为氩气、或氮气、或空气、或氩气和氮气的混合气,气体流速在5-300CC/min,保温时间为0.5-5小时。
8.根据权利要求1所述的花椒硬碳钠/钾离子负极材料的制备方法,其特征在于:步骤3中退火后的花椒碳先碱洗,后酸洗,最后水洗至中性,碱液选自氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化锂、氨水,酸液选自盐酸、硫酸、硝酸、乙酸;碱液的氢氧根浓度为0.3-5mol\L,酸液的氢离子浓度为0.5-5mol\L,洗涤时间为1-10小时,洗涤温度为10-90℃。
9.权利要求1至8任意一项所述制备方法得到的花椒硬碳钠/钾离子负极材料。
10.权利要求9所得到的花椒硬碳钠/钾离子负极材料用于钠/钾离子电池电极的用途。
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