专利汇可以提供一种高性能氟化花生壳硬碳电极材料的制备方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种高性能氟化花生壳硬 碳 电极 材料的制备方法,将花生壳 粉碎 用去离子 水 清洗一遍,除去 水溶性 杂质;浸泡在KOH溶液中浸泡活化,烘干,在惰性气体保护下高温 热解 4~6小时,热解完成后降温至室温得到热解碳材料;洗至中性,干燥后 研磨 成粉末,采用气相 氟化法 对步骤4完成后得到的热解碳材料进行氟化,氟化气体为氟气与氮气的混合气体,氟化 温度 200~300摄氏度,保温时间3~5小时,完成后降温,得到氟化碳材料;将氟化碳材料与 炭黑 、粘结剂按照比例混合均匀,利用NMP均匀涂布在 铝 箔上,烘干,得到高性能氟化花生壳硬碳电极材料。利用本发明可以获得高 能量 密度 的氟化碳材料,用于锂原 电池 ,可以显著提高电池的 比容量 。,下面是一种高性能氟化花生壳硬碳电极材料的制备方法专利的具体信息内容。
1.一种高性能氟化花生壳硬碳电极材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1,花生壳粉碎,将花生壳粉碎至5mm以下,将粉碎后的所述花生壳用去离子水清洗一遍,以除去部分水溶性杂质;
步骤2,活化,将完成步骤1得到的花生壳浸泡在5~7wt%KOH溶液中浸泡活化,之后烘干,所述KOH溶液用量为所述花生壳质量的2~4倍;
步骤3,热解,将完成步骤2得到的花生壳在惰性气体保护下700~900摄氏度热解4~6小时,热解完成后降温至室温得到热解碳材料;
步骤4,水洗干燥,将所述热解碳材料用去离子水洗至中性,干燥后研磨成粉末;
步骤5,氟化,采用气相氟化法对步骤4完成后得到的热解碳材料进行氟化,氟化气体为氟气与氮气的混合气体,所述混合气体中氟气的体积分数为15~20vol%,氟化温度200~
300摄氏度,保温时间3~5小时,氟化完成后降至室温,得到氟化碳材料;
步骤6,电极制备,将所述氟化碳材料与炭黑、粘结剂按照质量比为7~8:1:1的比例混合均匀,利用N-甲基吡咯烷酮(NMP)均匀涂布在铝箔上,真空干燥箱烘干10~12小时,相对真空度为-110~-90KPa,温度为90~110摄氏度,得到高性能氟化花生壳硬碳电极材料。
2.根据权利要求1所述的一种高性能氟化花生壳硬碳电极材料的制备方法,其特征在于,所述步骤1,花生壳粉碎,将花生壳粉碎至2~4mm,将粉碎后的所述花生壳用去离子水浸泡2~3小时,以除去部分水溶性杂质。
3.根据权利要求1所述的一种高性能氟化花生壳硬碳电极材料的制备方法,其特征在于,所述步骤2,活化,将完成步骤1得到的花生壳浸泡在7wt%KOH溶液中浸泡活化1.5~3小时后,置于50~80℃烘箱中烘干2~3小时,所述KOH溶液用量为所述花生壳质量的2~4倍。
4.根据权利要求1所述的一种高性能氟化花生壳硬碳电极材料的制备方法,其特征在于,所述步骤3,将完成步骤2得到的花生壳在氩气保护下700~900摄氏度热解4~6小时,升温速率5~10摄氏度/分钟,热解完成后自然降温至室温得到热解碳材料。
5.根据权利要求1所述的一种高性能氟化花生壳硬碳电极材料的制备方法,其特征在于,所述步骤4,将所述热解碳材料用去离子水洗至中性,置于50~80摄氏度下烘干2~3小时,干燥后研磨成粉末。
6.根据权利要求1所述的一种高性能氟化花生壳硬碳电极材料的制备方法,其特征在于,所述步骤5,将步骤4完成后得到的热解碳材料置入氟化炉,将所述氟化炉内压力降至相对真空度-0.10~-0.12MPa,升温至200~300摄氏度,升温速率5~10摄氏度/分钟,升温结束后再次对氟化炉抽真空至相对真空度-0.1~-0.12MPa,以除去水蒸汽等气体杂质,通入氟化气体至氟化炉内的压力上升至一个大气压,所述氟化气体为氟气与氮气的混合气体,所述混合气体中氟气的体积分数为15~20vol%,保温时间3~5小时,氟化完成后降至室温,得到氟化碳材料。
7.根据权利要求1所述的一种高性能氟化花生壳硬碳电极材料的制备方法,其特征在于,所述步骤6,所述粘结剂为聚偏氟乙烯的水溶液,所述聚偏氟乙烯的水溶液浓度0.1~
0.2克/毫升。
8.根据权利要求1所述的一种高性能氟化花生壳硬碳电极材料的制备方法,其特征在于,所述步骤6,电极制备,将所述氟化碳材料与炭黑、0.1克/毫升聚偏氟乙烯的水溶液按照质量比为8:1:1的比例混合均匀,利用N-甲基吡咯烷酮(NMP)均匀涂布在铝箔上,真空干燥箱烘干12小时,相对真空度为-0.1MPa,温度为110摄氏度,得到高性能氟化花生壳硬碳电极材料。
9.一种高性能氟化花生壳硬碳电极材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1,花生壳粉碎,将花生壳粉碎至3mm以下,将粉碎后的所述花生壳用去离子水浸泡
2小时,以除去部分水溶性杂质;
步骤2,活化,将完成步骤1得到的花生壳浸泡在7wt%KOH溶液中浸泡活化2小时后,置于80℃烘箱中烘干2小时,所述KOH溶液用量为所述花生壳质量的2~4倍;
步骤3,热解,将完成步骤2得到的花生壳在惰性气体保护下800摄氏度热解5小时,升温速率5~10摄氏度/分钟,热解完成后降温至室温得到热解碳材料;
步骤4,水洗干燥,将所述热解碳材料用去离子水洗至中性,置于80摄氏度下烘干3小时,干燥后研磨成粉末;
步骤5,氟化,将步骤4完成后得到的热解碳材料置入氟化炉,将所述氟化炉内压力降至相对真空度-0.1MPa,升温至300摄氏度,升温速率10摄氏度/分钟,升温结束后再次对氟化炉抽真空至相对真空度-0.1MPa,以除去水蒸汽等气体杂质,通入氟化气体至氟化炉内的压力上升至一个大气压,所述氟化气体为氟气与氮气的混合气体,所述混合气体中氟气的体积分数为15~20vol%,保温时间4小时,氟化完成后降至室温,得到氟化碳材料;
步骤6,电极制备,将所述氟化碳材料与炭黑、浓度为0.1克/毫升的聚偏氟乙烯的水溶液按照质量比为8:1:1的比例混合均匀,利用N-甲基吡咯烷酮(NMP)均匀涂布在铝箔上,真空干燥箱烘干12小时,相对真空度为-0.1MPa,温度为110摄氏度,得到高性能氟化花生壳硬碳电极材料。
10.一种根据权利要求1~9之一所述的一种高性能氟化花生壳硬碳电极材料的制备方法制备的高性能氟化花生壳硬碳电极材料。
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