The invention discloses a method for using waste corn straw into the electrode materials of sodium ion battery, specifically includes the following steps: (a) collection and ultrasonic cleaning waste of corn straw, corn straw and ethanol water under ultrasonic cleaning 10 30min, repeated three times, then in the 60 and 100 DEG C under drying; (B) high temperature carbonization process, the transfer will be cleaning the dried straw into a high temperature furnace, under the protection of inert gas in heating up to 800 1200oC 2 8h to the reaction, after natural cooling and collecting the product; (c) chemical activation process. Will collect the product in 20%KOH, then the product was activated, fully washing and drying: air (d) activation process, chemical activation and solid powder after drying calcination in the mixed gas atmosphere of 3H, two times of the process can be activated, abandoned the corn straw into porous carbon materials the material for the anode assembly, the sodium ion batteries show good cycle stability, sodium storage capacity and high rate performance.
【技术实现步骤摘要】
一利用废弃玉米秸秆转变为钠离子电池电极材料的方法
本专利技术涉及一种利用废弃玉米秸秆转变为钠离子电池电极材料的方法。
技术介绍
传统化石能源一方面随着其开采量的不断增加而造成总储量的不断下降,另一方面在使用过程中造成的坏境污染问题也日益严重,因此必须开发新型清洁能源来满足人类发展的需求。自1990年锂离子电池得以推广起,该储能装置便因其具有高容量密度、功率密度、可循环使用及对环境友好等诸多优点得到了大范围应用。目前锂资源分布的不均匀及高价位成为限制锂离子电池进一步发展的瓶颈,而和锂处于同一主族的钠被认为是最好的替代资源。钠和锂的化学性质相似,并且钠的储量丰富,由此可知开发和设计高性能钠离子电池成为未来研究的重中之重。在众多电极材料中碳材料由于自身具有较高的导电性,形貌及结构可调节,且稳定性极强等优势成为热门的电极材料之一。以生物废弃物为原料制备碳材料且将其应用在二次电池体系上的研究,近年来刚刚兴起且大多数工作集中在锂离子电池上。由生物废弃物制备的碳材料多为硬碳,传统方法制备的碳材料组装成钠离子电池后通常倍率性能和循环性能不尽理想。提高碳材料储钠性能的最有效方法为增加材料的缺陷和制备多孔材料两种:材料表面的缺陷可帮助储存钠离子并且增加表面的赝电容行为来提高整体的容量,而多孔结构则可促进活性材料和电解液的充分接触保证材料具有较好的倍率性能。玉米是一种重要的粮食作物,在全世界范围内都大量种植。但是种植玉米所产生的玉米秸秆的处理问题一直困扰着人们。目前人们处理玉米秸秆的一般方法为焚烧和掩埋两种方式,这些方式不仅造成资源的浪费同时还在一定程度上对环境造成破坏。由于玉 ...
【技术保护点】
一种利用废弃玉米秸秆转变为钠离子电池电极材料的方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤一:收集废弃玉米秸秆并在超声下分别用蒸馏水和乙醇对其进行超声清洗,随后干燥;步骤二:将步骤一的产物转移到高温炉中进行碳化反应,反应在惰性气氛下进行,控制反应的气流量、升温速率、反应时间、煅烧温度及降温速率,待其自然冷却后收集产物;步骤三:KOH活化步骤,配置KOH溶液,并将步骤二产物和KOH按照质量比1:10进行混合,冷凝回流进行活化,控制回流温度和反应时间,随后分别用蒸馏水和乙醇对产物进行充分洗涤,最后干燥;步骤四:二次活化过程,将步骤三中干燥的固体粉末在二氧化碳与Ar的混合气氛下退火处理,进行二次活化;步骤五:将步骤四产物转移到高能球磨机中,高能球磨细化,产物过100‑200目筛子,得到的固体粉末为待用的钠离子电池电极材料。
【技术特征摘要】
1.一种利用废弃玉米秸秆转变为钠离子电池电极材料的方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤一:收集废弃玉米秸秆并在超声下分别用蒸馏水和乙醇对其进行超声清洗,随后干燥;步骤二:将步骤一的产物转移到高温炉中进行碳化反应,反应在惰性气氛下进行,控制反应的气流量、升温速率、反应时间、煅烧温度及降温速率,待其自然冷却后收集产物;步骤三:KOH活化步骤,配置KOH溶液,并将步骤二产物和KOH按照质量比1:10进行混合,冷凝回流进行活化,控制回流温度和反应时间,随后分别用蒸馏水和乙醇对产物进行充分洗涤,最后干燥;步骤四:二次活化过程,将步骤三中干燥的固体粉末在二氧化碳与Ar的混合气氛下退火处理,进行二次活化;步骤五:将步骤四产物转移到高能球磨机中,高能球磨细化,产物过100-200目筛子,得到的固体粉末为待用的钠离子电池电极材料。2.根据权利要求1所述的一种利用废弃玉米秸秆转变为钠离子电池电极材料的方法,其特征在于,步骤一和步骤三的干燥过程在鼓风干燥箱中进行,干燥温度控制在60-100℃,干燥时间为8-12h。3.根据权利要求1所述的一种利用废弃玉米秸秆转变为钠离子电池电极材料的方法,其特征在于,步骤一清洗之前应将产物进行细化处理,清洗时蒸馏水/乙醇溶液和玉米秸秆的质量比为50:1...
【专利技术属性】
技术研发人员:王迎,赖超,王庆红,王彤,
申请(专利权)人:江苏师范大学,
类型:发明
国别省市:江苏,32
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