[发明专利]废旧橡胶材料基二次电池用电极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种废旧橡胶材料基二次电池用电极材料，含有密排六方结构的硫化锌颗粒，其特征在于：所述密排六方结构的硫化锌颗粒为密排六方结构的纳米硫化锌颗粒，与包覆和桥接在纳米硫化锌颗粒表面和周围的薄层且各相同性分布的微晶石墨组成的二次碳硫颗粒为基体，基体外包覆有热解碳包覆层；

所述基体中密排六方结构的纳米硫化锌颗粒粒径为25～40nm，其占基体质量的20～40％，热解碳包覆层为基体质量的5～10％；

所述废旧橡胶材料基二次电池用电极材料采用以下制备方法得到，包括以下步骤：

一、制备二次碳硫颗粒

(1)清洗与粉碎

将废旧橡胶进行清洗，用去离子水冲洗，直接在60～80℃下干燥6h，然后粉碎至粒径为2～3um的废旧橡胶微粉,

所述废旧橡胶为含有氧化锌的且经过硫化过程生成密排六方结构硫化锌的废旧橡胶；

(2)配料

将废旧橡胶微粉与除杂剂按质量比100：5～15，混合均匀，得到混合物；所述除杂剂为轻金属卤盐；

(3)高温热解炭化

在保护性气氛下，将混合物置于高温气氛炉中，以1.5～5℃/min的升温速度，至500～1200℃，高温热解炭化处理0.5～4h后，炉内自然冷却至室温，粉碎过200目筛，得到含有杂质的二次碳硫颗粒；所述保护气氛采用的气体为氮气、氦气、氖气、氩气、氪气或氙气，流量为5～8L/min；

(4)洗涤干燥

将含有杂质的二次碳硫颗粒用醇溶剂洗涤，直接在60～80℃下干燥6h，得到去除杂质后的二次碳硫颗粒；

二、包覆热解碳包覆层

(1)包覆碳源

按质量比100：5.0～10.0，将去除杂质后的二次碳硫颗粒与包覆剂，采用液相包覆与喷雾造粒组合，或固相包覆与固相造粒结合，得到有机碳源包覆的二次碳硫颗粒；所述包覆剂为有机碳源可溶性酚醛树脂、环氧树脂、乳化沥青、粉体沥青、聚乙二醇-4000、蔗糖和葡萄糖中的一种以上；

(2)热解处理

将有机碳源包覆的二次碳硫颗粒在保护性气体气氛下，以1.5～5℃/min的升温速度，升温至500～1200℃，热解处理0.5～4h后，炉内自然冷却至室温，粉碎后过200目筛网，得到废旧橡胶材料基二次电池用电极材料；所述保护性气体为氮气、氦气、氖气、氩气、氪气或氙气，流量为5～8L/min。

2.一种废旧橡胶材料基二次电池用电极材料的制备方法，包括以下步骤：

一、制备二次碳硫颗粒

(1)清洗与粉碎

将废旧橡胶进行清洗，用去离子水冲洗，直接在60～80℃下干燥6h，然后粉碎至粒径为2～3um的废旧橡胶微粉,

所述废旧橡胶为含有氧化锌的且经过硫化过程生成密排六方结构硫化锌的废旧橡胶；

(2)配料

将废旧橡胶微粉与除杂剂按质量比100：5～15，混合均匀，得到混合物；所述除杂剂为轻金属卤盐；

(3)高温热解炭化

在保护性气氛下，将混合物置于高温气氛炉中，以1.5～5℃/min的升温速度，至500～1200℃，高温热解炭化处理0.5～4h后，炉内自然冷却至室温，粉碎过200目筛，得到含有杂质的二次碳硫颗粒；所述保护气氛采用的气体为氮气、氦气、氖气、氩气、氪气或氙气，流量为5～8L/min；

(4)洗涤干燥

将含有杂质的二次碳硫颗粒用醇溶剂洗涤，直接在60～80℃下干燥6h，得到去除杂质后的二次碳硫颗粒；

二、包覆热解碳包覆层

(1)包覆碳源

按质量比100：5.0～10.0，将去除杂质后的二次碳硫颗粒与包覆剂，采用液相包覆与喷雾造粒组合，或固相包覆与固相造粒结合，得到有机碳源包覆的二次碳硫颗粒；所述包覆剂为有机碳源可溶性酚醛树脂、环氧树脂、乳化沥青、粉体沥青、聚乙二醇-4000、蔗糖和葡萄糖中的一种以上；

(2)热解处理

将有机碳源包覆的二次碳硫颗粒在保护性气体气氛下，以1.5～5℃/min的升温速度，升温至500～1200℃，热解处理0.5～4h后，炉内自然冷却至室温，粉碎后过200目筛网，得到废旧橡胶材料基二次电池用电极材料；所述保护性气体为氮气、氦气、氖气、氩气、氪气或氙气，流量为5～8L/min。