The invention relates to a carbon base lithium ion battery negative pole material using sludge as precursor, and the preparation thereof. When the preparation is made, the sludge is pre carbonized and treated, and then washed and dried by acid washing and alkali activation. Compared with the prior art, the invention can realize the resource utilization of sludge, green environmental protection, simple preparation process, low production cost, carbon based anode materials for lithium ion batteries and the preparation of specific surface area and high specific capacity, good cycle performance, wide application prospect.
【技术实现步骤摘要】
一种以污泥作为前体的碳基锂离子电池负极材料及其制备
本专利技术属于电极材料制造
,涉及一种以污泥作为前体的碳基锂离子电池负极材料及其制备。
技术介绍
锂离子电池与传统的二次电池相比,具有高能量、高工作电压、高安全性、环境污染小等优点。其中,负极材料作为锂离子电池储锂的主体,在充放电过程中能够实现锂离子的嵌入和脱出,是提高锂离子电池总比容量、循环性能、充放电等性能的关键。在负极材料中,碳基负极材料一直以来都占据着主要地位,在售的锂离子电池中,绝大多数采用石墨化碳基负极材料。然而,石墨的理论比容量只有372mAh/g,这大大限制了锂离子电池的性能。因此,探索新型具有高比容量的碳负极材料成为了研究热点。生物质碳材料,是由含碳丰富的生物质,如各类植物、动物粪便、木材、城市和工业废弃物、林农业废弃物等,通过碳化、热解而成的固态产物。由于其具有来源广泛,成本低廉等优点,是生产碳材料的理想原料。其中,城市污泥是城市固体废弃物之一,随着我国社会经济的发展,生活水平的提高,环境问题的关注度也日益提高,绿色经济和可持续发展成为了未来发展的主题。近年来,随着国家对水污染问题的愈发重视和城镇化进程的快速发展,城市污水处理厂的规模和污泥产量不断增加,据估计今年全国的污泥产量约3500万吨(含水量为97%左右)。随着污水处理的技术不断改善,污水排放标准的日益严格,污水处理效率得到了显著提升,但同时城市污泥产量也快速增加,使得城市污泥的处置压力越来越大。如何实现污泥的减量化、资源化、稳定化一直是研究热点,目前,国内对污泥处理的主要方式有堆肥、热解、焚烧、消化等等。然而,关于污泥热 ...
【技术保护点】
一种以污泥作为前体的碳基锂离子电池负极材料的制备方法,其特征在于,该方法具体包括以下步骤:(1)将污泥预处理后置于管式炉中,并在惰性气体的保护下进行预碳化处理,得到预碳化产物;(2)将预碳化产物研磨后,置于氢氟酸中,并搅拌1‑24h,之后洗涤并烘干;(3)然后再置于碱性溶液中,并搅拌1‑24h,之后烘干并研磨;(4)置于管式炉中,并在惰性气体的保护下进行二次碳化处理,得到二次碳化产物;(5)将二次碳化产物置于稀盐酸中浸泡1‑20天,经洗涤、烘干后,即得到所述的以污泥作为前体的碳基锂离子电池负极材料。
【技术特征摘要】
1.一种以污泥作为前体的碳基锂离子电池负极材料的制备方法,其特征在于,该方法具体包括以下步骤:(1)将污泥预处理后置于管式炉中,并在惰性气体的保护下进行预碳化处理,得到预碳化产物;(2)将预碳化产物研磨后,置于氢氟酸中,并搅拌1-24h,之后洗涤并烘干;(3)然后再置于碱性溶液中,并搅拌1-24h,之后烘干并研磨;(4)置于管式炉中,并在惰性气体的保护下进行二次碳化处理,得到二次碳化产物;(5)将二次碳化产物置于稀盐酸中浸泡1-20天,经洗涤、烘干后,即得到所述的以污泥作为前体的碳基锂离子电池负极材料。2.根据权利要求1所述的一种以污泥作为前体的碳基锂离子电池负极材料的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,所述的污泥包括初沉污泥、剩余污泥、脱水污泥、消化污泥或腐殖污泥中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的一种以污泥作为前体的碳基锂离子电池负极材料的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,所述的预处理过程为:将污泥经冷干处理后研磨即可,所述的冷干处理的温度为-50℃至-30℃,时间为1-96h。4.根据权利要求1所述的一种以污泥作为前体的碳基锂离子电池负极材料的制备方法,其特征在于,步骤(1)及步骤(4)中,所述的惰...
【专利技术属性】
技术研发人员:院士杰,范皓翔,张佳佳,刘银丹,胡崇亮,戴晓虎,
申请(专利权)人:同济大学,
类型:发明
国别省市:上海,31
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