一种利用含碳生物质壳制备的硬碳前驱体、硬碳/石墨复合材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种利用含碳生物质壳制备的硬碳前驱体、硬碳/石墨复合材料及其制备方法和应用。所述硬碳前驱体通过如下步骤制备得到：S1：向酸性溶液中加入含碳生物质壳粉末，于100~180℃密闭环境下进行微波水热反应，洗涤，除杂后即得硬碳前驱体。本发明专利技术在微波条件下利用酸性溶液对生物质进行处理，在不破坏材料的自然结构的情况下得到硬碳前驱体，其首次效率得到较大提高。利用该硬碳前驱体制备得到的硬碳/石墨复合材料兼具石墨和硬碳材料的优异性能，具有首次效率高，循环性能优良，比容量高，大倍率下的倍率性能好等优点；制备方法工艺简单，操控方便，原料价格低廉，来源丰富，设备投入小，能量消耗低，有利于大规模生产，实用性高。

【技术实现步骤摘要】
一种利用含碳生物质壳制备的硬碳前驱体、硬碳/石墨复合材料及其制备方法和应用
本专利技术属于锂离子电池负极材料领域，具体涉及一种利用含碳生物质壳制备的硬碳前驱体、硬碳/石墨复合材料及其制备方法和应用。
技术介绍
锂离子电池具有优异的性能，如工作电压高、比能量高、循环性能好、无记忆效应等优点。其中锂离子电池的负极材料又是影响电池性能的关键因素，尤其是影响电池的循环、倍率等性能。锂离子电池的负极材料主要是石墨（改性天然石墨、人造石墨），原因在于其导电性好，可逆比容量高，但石墨材料的结构稳定性差，与电解液的相容性差，并且锂离子在其有序层状结构中的扩散速度慢，导致该材料不能大倍率地充放电。同时，随着便携式电子产品小型化发展及锂离子电池在航空、军事及汽车产业中的需求日益旺盛，电池的容量及能量密度也亟待大幅度提高。因此，人们对新型高比容量、长循环寿命的负极材料寄予厚望。硬碳属于非石墨化碳，结构特征可以概括为短程有序而长程无序，主要认为结构包括任意分散的、小的乱层石墨纳米晶体，弯曲的石墨片层，以及存在于前两种结构类型之中的空洞结构。硬碳是高分子聚合物的热解碳，其难以被石墨化，它具有相互交错的层状结构本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用含碳生物质壳制备的硬碳前驱体，其特征在于，所述硬碳前驱体通过如下步骤制备得到：S1：向酸性溶液中加入含碳生物质壳粉末，于100~180℃密闭环境下进行微波水热反应，洗涤，除杂后即得硬碳前驱体。

【技术特征摘要】
1.一种利用含碳生物质壳制备的硬碳前驱体，其特征在于，所述硬碳前驱体通过如下步骤制备得到：S1：向酸性溶液中加入含碳生物质壳粉末，于100~180℃密闭环境下进行微波水热反应，洗涤，除杂后即得硬碳前驱体。2.根据权利要求1所述硬碳前驱体，其特征在于，所述微波水热反应的时间为10~120min。3.根据权利要求1所述硬碳前驱体，其特征在于，S1中所述酸性溶液为硫酸溶液、盐酸溶液、硝酸溶液或磷酸溶液中的一种或几种；所述酸性溶液的浓度为1~5mol/L。4.根据权利要求1所述硬碳前驱体，其特征在于，S1中所述微波的功率为0.4~1kW。5.根据权利要求1所述硬碳前驱体，其特征在于，S1中所述含碳生物质壳粉末为核桃壳粉末、椰壳粉末或开心果壳粉末中的一种或几种。6.权利要求1~5任一所述硬碳前驱体在制备负极材料中的应用...

【专利技术属性】
技术研发人员：范拯华，葛传长，沈龙，曾繁俊，吴志红，
申请(专利权)人：上海杉杉科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31