一种基于碳生物质壳的硬碳/石墨复合材料及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107068997A(43)申请公布日2017.08.18(21)申请号201710152530.1(22)申请日2017.03.15(71)申请人刘金财地址523000广东省东莞市松山湖创新科技园11号楼2楼(72)发明人刘金财(74)专利代理机构北京众合诚成知识产权代理有限公司11246代理人连平(51)Int.Cl.H01M4/36(2006.01)H01M4/62(2006.01)权利要求书1页说明书5页(54)发明名称一种基于碳生物质壳的硬碳/石墨复合材料及其制备方法(57)摘要本发明提供一种基于碳生物质壳的硬碳/石墨复合材料及其制备方法，所述基于碳生物质壳的硬碳/石墨复合材料包括基于碳生物质壳的硬碳和石墨，具体制备方法为：向碱性溶液中加入含碳生物质壳粉末，置于不锈钢反应釜中，于密封水热，待产物随炉冷至室温后取出，加入足量酸清洗，再用纯净水洗涤至中性，并去除多余无机盐杂质离子，得到硬碳前驱体；将硬碳前驱体与石墨粉末混合，球磨细化，得到混合前驱体；将混合前驱体在惰性气体气氛下，于800-1500℃碳化2-10h，用足量的酸去除硅，再用大量清水洗至中性，最后进行烘干，边干燥一边碾碎，得到硬碳/石墨烯复合材料。本发明的原料简单，成本低廉，性能好，可用于钠离子电池负极用材料。CN107068997ACN107068997A权利要求书1/1页1.一种基于碳生物质壳的硬碳/石墨复合材料，其特征在于：所述基于碳生物质壳的硬碳/石墨复合材料包括基于碳生物质壳的硬碳和石墨，基于碳生物质壳的硬碳的原料为山竹壳和核桃壳，所述基于碳生物质壳的硬碳/石墨复合材料中石墨的含量为0.1-10％。2.根据权利要求1所述的一种基于碳生物质壳的硬碳/石墨复合材料，其特征在于：所述基于碳生物质壳的硬碳/石墨复合材料可作为钠离子电池负极用材料。3.一种基于碳生物质壳的硬碳/石墨复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)按照碱性溶液中的碱：含碳生物质壳粉末的质量比为1-20:1的量，向碱性溶液中加入含碳生物质壳粉末，记为溶液A；(2)将溶液A置于不锈钢反应釜中，于30-200℃密封水热1-20h，待产物随炉冷至室温后取出，得到预处理的含碳生物质壳粉末；(3)将预处理的含碳生物质壳粉末加入足量酸清洗，再用纯净水洗涤至中性，并去除多余无机盐杂质离子，得到硬碳前驱体；(4)将硬碳前驱体与石墨粉末混合，球磨细化，得到混合前驱体；(5)将混合前驱体在惰性气体气氛下，于800-1500℃碳化2-10h，用足量的酸去除硅，再用大量清水洗至中性，最后进行烘干，边干燥一边碾碎，得到硬碳/石墨烯复合材料。4.根据权利要求3所述的一种基于碳生物质壳的硬碳/石墨复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，碳生物质壳粉末的原料为山竹壳和核桃壳，粒径为1-1000μm。5.根据权利要求3所述的一种基于碳生物质壳的硬碳/石墨复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，碱为氢氧化钠。6.根据权利要求3所述的一种基于碳生物质壳的硬碳/石墨复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中，水热温度为120-180℃，水热时间为1-20h。7.根据权利要求3所述的一种基于碳生物质壳的硬碳/石墨复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中，酸为稀盐酸。8.根据权利要求3所述的一种基于碳生物质壳的硬碳/石墨复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)中，球磨细化的转速为100-2000r/min，时间为10-40h。9.根据权利要求3所述的一种基于碳生物质壳的硬碳/石墨复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(5)中，酸为氢氟酸，惰性气体为氮气或者氩气。10.根据权利要求3所述的一种基于碳生物质壳的硬碳/石墨复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(5)中，基于碳生物质壳的硬碳/石墨复合材料中石墨的含量为0.1-10％。2CN107068997A说明书1/5页一种基于碳生物质壳的硬碳/石墨复合材料及其制备方法技术领域[0001]本发明属于硬碳材料技术领域，具体涉及一种基于碳生物质壳的硬碳/石墨复合材料及其制备方法。背景技术[0002]能源与环境是当今人类面临的两大主题，随着全球能源使用的增长和不科学的使用，化石燃料等不可再生能源日益枯竭，并且对环境造成污染，因此可再生新能源的的利用和存储成为解决能源、资源、环境问题的主要途径之一。[0003]在二次电池领域，锂离子电池体系由于放电电压高、能量密度大、自放电低、循环寿命长、环境友好等优点已经得到广泛的应用，但是锂资源全球分布不均且比较稀少，而钠与锂处于同一主族，其点位仅此于锂，化学性质相近，同样可以用于电视，且钠资源丰富和廉价，因此钠离子电池是大规