[发明专利]稻谷壳制备锂离子电池硅-碳负极材料的熔盐电化学方法

摘要

一种稻谷壳制备锂离子电池硅‑碳负极材料的熔盐电化学方法，属于锂离子电池的领域。该制备方法将稻谷壳清洗烘干后作为原料，对其进行碳化，将碳化谷壳灰球磨成粉末，压片，烧结，以压片作为阴极，石墨棒作为阳极，在氯化钙熔盐中，高温下施加电压，恒电位电解，使稻谷壳中的二氧化硅还原为硅，还原得到的硅被谷壳中的碳包覆形成碳包覆硅的核壳结构，将压片提离熔盐冷却、清洗除去盐、盐酸酸洗、干燥，实现锂离子电池硅‑碳负极材料的制备。该方法可以制成性能优良的锂离子电池硅‑碳负极材料，环境友好、成本较低、操作简单。

主权项

1.一种稻谷壳制备锂离子电池硅‑碳负极材料的熔盐电化学方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：稻谷壳的碳化(1)将稻谷壳清洗、烘干、冷却后，得到干燥的稻谷壳；(2)将干燥的稻谷壳装入坩埚中，在将坩埚置于马弗炉中，在300～400℃恒温碳化10～15h，得到碳化谷壳灰；步骤2：碳化谷壳灰压片的制备将碳化谷壳灰置于球磨机中，球磨，得到谷壳灰粉末；其中，谷壳灰粉末的粒径为10nm～1000nm；将谷壳灰粉末进行压片，烧结，得到谷壳灰粉末压片；步骤3：电解前准备(1)将谷壳灰粉末压片用细钼丝固定在金属钼杆集流体上，制得阴极；将石墨棒与金属钼杆集流体连接，制得阳极；(2)将氯化钙盐烘干去除水分，置于坩埚中，再将坩埚置于反应器中；(3)将阴极和阳极悬挂在氯化钙上方，并且不与氯化钙接触，封闭反应器，将反应器抽真空后，升温至200～400℃，恒温60～120min，关闭真空泵，向反应器持续通入氩气，使得反应器内形成氩气气氛；步骤4：电解将反应器加热至氯化钙的熔化温度，形成熔盐，将阴极、阳极插入熔盐中，形成两电极体系，其中，设置两电极间水平间隔为30±0.1mm，在阴极和阳极间施加电压2.4～2.7V，恒槽压电解10～15h，电解后的阴极从熔盐中取出冷却；步骤5：产物处理将电解后的阴极，放入去离子水中，清洗除去熔盐，在用稀盐酸清洗，除去阴极产物中多余氧化物，真空干燥，得到锂离子电池硅‑碳负极材料，封装。