【技术实现步骤摘要】
一种纳米木质素碳氧化锌复合材料及其制备方法与应用
本专利技术属于锂离子电池负极材料
，具体涉及一种纳米木质素碳氧化锌复合材料及其制备方法和在锂离子电池负极材料中的应用。
技术介绍
石墨作为传统的锂离子电池(LIB)负极材料，其存在理论比容量低(372mAh·g-1)，层间距过窄带来的离子扩散系数低以及大倍率充放电时易形成锂枝晶造成安全隐患等问题。这迫使我们不得不开发一种高能量密度、高倍率性能以及高安全性的新型锂电负极材料。近年来，过渡金属氧化物作为锂电负极材料得到了广泛的研究。而氧化锌(ZnO)因其具有较高的理论储锂容量(978mAh·g-1)，适中的工作电位(嵌锂电位约0.5V，脱锂电位0-0.7V和1.4V)可以有效避免形成锂枝晶，以及成本低、资源广、毒性低等优点，有望成下一代新型LIB负极材料。然而，限制ZnO在锂电负极中应用的两个关键问题在于：⑴充放电过程中，体积变化较大(约228％)导致材料易团聚、粉化及容量的快速衰减；⑵ZnO本身的电子导电率低，倍率性能差。针对这两个问题，研究人员提出了许多...
【技术保护点】
1.一种纳米木质素碳氧化锌复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n(1)将木质素溶于pH为12以上的碱溶液中，在160～200℃下水热预处理6～12小时，待冷却至室温后将其pH调至3～5，过滤分离沉淀，得到的滤液即为酸溶木质素溶液；/n(2)将可溶性锌盐和可溶性碳酸盐溶解在水中，然后加入到步骤(1)的酸溶木质素溶液中，在110～150℃下水热反应1～3小时，得到木质素/氧化锌复合物溶液；/n(3)往步骤(2)的木质素/氧化锌复合物溶液中加入醛类物，在110～130℃下水热反应1～3小时，待冷却至室温后，过滤分离沉淀，洗涤，干燥后得缩聚木质素/氧化锌复合物；/n(4...
【技术特征摘要】
1.一种纳米木质素碳氧化锌复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将木质素溶于pH为12以上的碱溶液中，在160～200℃下水热预处理6～12小时，待冷却至室温后将其pH调至3～5，过滤分离沉淀，得到的滤液即为酸溶木质素溶液；
(2)将可溶性锌盐和可溶性碳酸盐溶解在水中，然后加入到步骤(1)的酸溶木质素溶液中，在110～150℃下水热反应1～3小时，得到木质素/氧化锌复合物溶液；
(3)往步骤(2)的木质素/氧化锌复合物溶液中加入醛类物，在110～130℃下水热反应1～3小时，待冷却至室温后，过滤分离沉淀，洗涤，干燥后得缩聚木质素/氧化锌复合物；
(4)将步骤(3)的缩聚木质素/氧化锌复合物进行碳化，洗涤，离心，干燥后获得纳米木质素碳氧化锌复合材料；
以重量计，各反应物用量如下：
2.根据权利要求1所述一种纳米木质素碳氧化锌复合材料的制备方法，其特征在于，以重量计，各反应物用量如下：
3.根据权利要求1所述一种纳米木质素碳氧化锌复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述水热预处理的温度为180℃，时间为9～10小时；步骤(2)所述水热反应的温度为120～130℃，时间为2～2.5小时；步骤(3)所述水热反应的温度为120～130℃，时间为2～2.5小时。
4.根据权利要求1所述一种纳米木质素碳氧化锌复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述木质素在碱溶液中的质量浓度为5～10％；步骤(2)所述可溶性锌盐和在可溶性碳酸盐在水中的总质量浓度为1～5％；
步骤(4)所述碳化在惰性气体或氮气氛围下进行；所述碳化的程序为：以5～15℃/min升温至150～350℃，保持10～60min；再以5～15℃/min升温至500～700℃，保持0.5～5h，降至室温。
5.根据权利要求4所述一种纳米木质素碳氧化锌复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述木质素在碱溶液中的质量浓度为5～8％；步骤(2)所述可溶性锌盐和在可溶性碳酸盐在水中的总质量浓度为1～3％；步骤(4)所述碳化的程序为：以...
【专利技术属性】
技术研发人员：易聪华，邱学青，苏华坚，杨东杰，钱勇，林绪亮，刘伟峰，
申请(专利权)人：华南理工大学，广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东;44
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