[发明专利]一种碘修饰的纺锤形生物碳材料及其在制备金属锂负极中的应用

权利要求书

1.一种碘修饰的纺锤形生物碳材料，其通过以下方法制备：

(1)取商用孢子粉，用酒精浸泡，超声1-6小时后抽滤；

(2)将步骤(1)处理后的孢子粉放入酒精和甲醛水溶液组成的混合溶液中搅拌5-60分钟，固化其形貌后抽滤；

(3)将步骤(2)得到的固化孢子粉放入10-16mol/L的硫酸溶液中，在60-90℃加热搅拌1-10小时，水洗抽滤，干燥得到预碳化的孢子粉；

(4)将步骤(3)得到的预碳化的孢子粉放入管式炉，在氩气和/或氮气气氛下，以5-20℃/min的升温速率升温至500-800℃，保温碳化1-10小时，得到纺锤形生物碳材料；

(5)将步骤(4)得到的纺锤形生物碳材料和单质碘按照质量比1-5：1混合，研磨，将混合物放入真空烘箱，在高于碘的熔点的温度条件下进行充分热处理，使得碘均匀分散到纺锤形生物碳材料的孔道中，得到碘修饰的纺锤形生物碳材料。

2.如权利要求1所述的碘修饰的纺锤形生物碳材料，其特征在于：所述的孢子粉为天然未破壁孢子粉。

3.如权利要求1所述的碘修饰的纺锤形生物碳材料，其特征在于：步骤(3)中，硫酸溶液浓度为12mol/L，加热温度为80℃，搅拌时间为4小时。

4.如权利要求1所述的碘修饰的纺锤形生物碳材料，其特征在于：步骤(4)中，碳化温度为700℃。

5.如权利要求1所述的碘修饰的纺锤形生物碳材料，其特征在于：步骤(5)中，纺锤形生物碳材料和碘的质量比为3：1。

6.如权利要求1所述的碘修饰的纺锤形生物碳材料，其特征在于：步骤(5)中，热处理温度为120-200℃，热处理时间为4-24小时。

7.如权利要求1所述的碘修饰的纺锤形生物碳材料，其特征在于：步骤(5)中，热处理温度为155℃，热处理时间为12小时。

8.如权利要求1所述的碘修饰的纺锤形生物碳材料在制备金属锂负极中的应用。

9.如权利要求8所述的应用，其特征在于：所述应用具体为：将碘修饰的纺锤形生物碳材料与粘结剂、溶剂混合制备浆料，涂布在集流体表面，干燥后用作电池极片，将金属锂复合到碘修饰的纺锤形生物碳材料中，得到改性的金属锂负极；

或者所述的应用具体为：将金属锂熔化，然后加入碘修饰的纺锤形生物碳材料搅拌混合，混合均匀后冷却，凝固成型后得到改性的金属锂负极。

10.如权利要求9所述的应用，其特征在于：所述的集流体为铜箔、泡沫铜、泡沫镍或不锈钢片；所述的粘结剂为PVDF、PAN或PTFE；碘修饰的纺锤形生物碳材料与粘结剂的混合质量比例为60-90％：40-10％；所述的金属锂与碘修饰的纺锤形生物碳材料的复合方式为电沉积，即通过电沉积使金属锂沉积到碘修饰的纺锤形生物碳材料中。