一种球状锂/钠电池负极碳材料的制备方法.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CN105655590A(43)申请公布日2016.06.08(21)申请号201610028223.8(22)申请日2016.01.15(71)申请人陕西科技大学地址710021陕西省西安市未央区大学园1号(72)发明人曹丽云惠文乐许占位黄剑锋李嘉胤费杰介燕妮欧阳海波(74)专利代理机构西安通大专利代理有限责任公司61200代理人安彦彦(51)Int.Cl.H01M4/587(2010.01)H01M10/0525(2010.01)H01M10/054(2010.01)C01B31/02(2006.01)权利要求书1页说明书7页附图2页(54)发明名称一种球状锂/钠电池负极碳材料的制备方法(57)摘要一种球状锂/钠电池负极碳材料的制备方法，将原料洗涤、破碎后烘干；将烘干的原料浸渍在硝酸溶液中，搅拌后在120～180℃下水热反应12h～24h后随炉冷却至室温，得到产物；将产物放入瓷舟中，在气氛炉中进行碳化，然后在保护气氛下升温至500～1000℃，并保温2～5h，然后经KOH溶液纯化和盐酸溶液纯化后，得到球状锂/钠电池负极碳材料。本发明制备的碳材料组装的锂/钠离子电池能在高电流密度下表现出高的循环性能，大大延长了电池在大电流下工作离子的不可逆脱嵌，从而提高电池的使用寿命，并且本发明原料来源广泛，制备工艺简单，易于产业化。CN105655590ACN105655590A权利要求书1/1页1.一种球状锂/钠电池负极碳材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：将原料洗涤、破碎后烘干；其中原料为油菜壳、油菜秆、稻壳、稻秆、麦壳、麦秆、玉米秆、玉米壳、玉米芯或玉米穗；步骤二：将烘干的原料浸渍在硝酸溶液中，搅拌后得到溶液；步骤三：将溶液在120～180℃下水热反应12h～24h，转速为10r/min，反应完全后随炉冷却至室温，得到产物；步骤四：将产物放入瓷舟中，在气氛炉中进行碳化，在保护气氛下升温至500～1000℃，并保温2～5h，得到碳化产物；步骤五：将炭化产物经KOH溶液纯化和盐酸溶液纯化后，经去离子水和乙醇溶液洗涤后，然后干燥，得到球状锂/钠电池负极碳材料。2.根据权利要求1所述的一种球状锂/钠电池负极碳材料的制备方法，其特征在于，所述步骤一中破碎是采用机械破碎，并且破碎至1～3mm；烘干是在105℃下干燥24h。3.根据权利要求1所述的一种球状锂/钠电池负极碳材料的制备方法，其特征在于，所述步骤二中硝酸溶液的质量浓度为5～30％，搅拌的时间为1～48h。4.根据权利要求3所述的一种球状锂/钠电池负极碳材料的制备方法，其特征在于，所述步骤二中烘干的原料与硝酸溶液的比为(1.0～3.0)g：50mL。5.根据权利要求1所述的一种球状锂/钠电池负极碳材料的制备方法，其特征在于，所述步骤二中以1～10℃/min的升温速率升温至500～1000℃。6.根据权利要求1所述的一种球状锂/钠电池负极碳材料的制备方法，其特征在于，所述步骤四中气氛炉中的气氛为氮气、氩气、氦气、氖气中的任意一种或者两种以上的混合气体。7.根据权利要求6所述的一种球状锂/钠电池负极碳材料的制备方法，其特征在于，所述步骤四中气氛炉中气体的流速为30sccm～100sccm。8.根据权利要求1所述的一种球状锂/钠电池负极碳材料的制备方法，其特征在于，所述步骤五中KOH溶液纯化具体是：将炭化产物放入质量分数为10～30％的KOH溶液中，在60～80℃下搅拌2～5h。9.根据权利要求1所述的一种球状锂/钠电池负极碳材料的制备方法，其特征在于，所述步骤四中盐酸纯化具体是：将经KOH溶液纯化的炭化产物在1～3mol/L的盐酸溶液中在室温下搅拌12～24h。10.根据权利要求1所述的一种球状锂/钠电池负极碳材料的制备方法，其特征在于，所述步骤五中用去离子水和乙醇溶液洗涤3～6次；所述步骤五中干燥是在105℃下真空烘干12～24h。2CN105655590A说明书1/7页一种球状锂/钠电池负极碳材料的制备方法技术领域[0001]本发明属于电池材料技术领域，涉及一种球状锂/钠电池负极碳材料的制备方法。背景技术[0002]随着可持续发展的进行，为了以电代替石油，缓解矿物能源压力，降低城市污染，发展电动汽车已成为当务之急，而电动车的关键则是电池。目前，体积小、重量轻、自放电小、比能量高的锂离子电池得到了广泛的应用并正在逐步取代比较传统的电池。但是该体系仍然存在一些亟待解决的问题，比如说较差的安全性能以及高成本。随着电动汽车、智能电网时代的真正到来，全球的锂资源将无法有效满足动力锂离子电池的巨大需求，从而将进一步推高与锂相关材料的价格，增大电池成本，最终阻碍新能源产业的发展。[0003]钠是地球上储量较丰富的元