一种硫掺杂锂电池负极材料用麦秸秆/碳纳米管的制备方法与流程

文档序号:21882475发布日期:2020-08-18 16:52阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种硫掺杂锂电池负极材料用麦秸秆/碳纳米管的制备方法,其特征在于包括以下步骤:

1)采用混合酸溶液洗涤麦秸秆表面清除其表面的杂质,随后将麦秸秆剪碎得到长条状固体a,对其进行冷冻干燥得到长条状固体b;

2)取5~20g长条状固体b浸泡在丙酮混合溶液中,然后向溶液中滴加混合碱溶液调节溶液ph至9~10并超声处理,随后滤去表面清液后再用混合酸溶液洗涤产物得到反应前驱体c;

3)取5~10g反应前驱体c浸泡在20~300ml的碘酸钠混合溶液中并滴加磷酸混合溶液调节溶液ph值为5~6,随后向溶液中加入直径介于20~100nm的碳纳米管5~20g,将溶液在100~200℃均相处理1~4h,得到反应产物d;

4)将反应产物d先用混合酸溶液洗涤,再用乙醇溶液洗涤,抽滤溶液后将产物烘干得到粉末状固体e;

5)把粉末状固体e和5~30g亚硫酸钠于瓷舟中均匀混合后置于氩气的气氛下在管式炉中于1000~1500℃烧结碳化,得到碳化产物f;

6)将碳化产物f用去离子水和乙醇溶液洗涤,抽滤溶液后将产物烘干,得到具有发达孔隙结构的硫掺杂锂电池负极材料。

2.根据权利要求1所述的硫掺杂锂电池负极材料用麦秸秆/碳纳米管的制备方法,其特征在于:所述步骤1、2、4)混合酸溶液按质量百分比包括40~60%的醋酸、30~50%的去离子水、8~10%的磷酸钠和2~22%的三聚磷酸钠。

3.根据权利要求1所述的硫掺杂锂电池负极材料用麦秸秆/碳纳米管的制备方法,其特征在于:所述步骤1)将麦秸秆剪碎为直径3~5mm,长度2~6cm的长条状固体a,然后将其在-15~-5℃冷冻干燥处理2h,得到长条状固体b。

4.根据权利要求1所述的硫掺杂锂电池负极材料用麦秸秆/碳纳米管的制备方法,其特征在于:所述步骤2)丙酮混合溶液按质量百分比包括40~60%的丙酮、30~50%的去离子水和10~30%的碳酸钠。

5.根据权利要求1所述的硫掺杂锂电池负极材料用麦秸秆/碳纳米管的制备方法,其特征在于:所述步骤2)混合碱溶液按质量百分比包括40~60%的氢氧化钾、30~55%的去离子水和5~30%的二甲苯,超声处理时间为10~40min。

6.根据权利要求1所述的硫掺杂锂电池负极材料用麦秸秆/碳纳米管的制备方法,其特征在于:所述步骤3)碘酸钠混合溶液按质量百分比包括50~70%的碘酸钠、20~40%的去离子水和10~30%的二甲苯。

7.根据权利要求1所述的硫掺杂锂电池负极材料用麦秸秆/碳纳米管的制备方法,其特征在于:所述步骤3)磷酸混合溶液按质量百分比包括20~50%的磷酸、10~40%的三聚磷酸钠和40~70%的去离子水。

8.根据权利要求1所述的硫掺杂锂电池负极材料用麦秸秆/碳纳米管的制备方法,其特征在于:所述步骤4、6)乙醇溶液的浓度为10~40g/l。

9.根据权利要求1所述的硫掺杂锂电池负极材料用麦秸秆/碳纳米管的制备方法,其特征在于:所述步骤4、6)烘干温度为50~80℃。


技术总结
一种硫掺杂锂电池负极材料用麦秸秆/碳纳米管的制备方法,采用麦秸秆作为反应原料,有效缓解我国每年麦秸秆焚烧数百亿吨而造成的重大污染压力。针对麦秸秆的中空多孔结构和较大的比面积优势,本发明采用混合碱对前驱体进行结构的活化处理,改善了界面结合,使材料的孔隙结构被充分打开;采用磷酸混合溶液对前驱体的结构进行重组,构建了稳定的“内外恒压”三维结构,有效的预防了热处理过程中麦秸秆中空多孔结构可能发生的坍塌现象,减少了锂离子在内部运动过程中可能存在的阻碍现象,提升了材料的综合电化学性能。所制备的硫掺杂锂电池负极材料性能优异,具有超长的电循环寿命,极大的改善了其电子承载能力。

技术研发人员:黄剑锋;钟辛子;曹丽云;欧阳海波;甘雨;邵宇飞;马闯;石泓彬
受保护的技术使用者:陕西科技大学
技术研发日:2020.05.15
技术公布日:2020.08.18
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