一种改性石墨及其制备和在电池中的应用制造技术

本发明专利技术属于石墨材料领域，具体涉及一种生物质改性石墨的方法，将生物质和碱液混合进行碱提处理，获得碱提取液；随后将碱提取液和石墨原料混合，并在亚临界条件下进行改性处理，随后经焙烧处理，得到生物质改性石墨。本发明专利技术还包括所述方法制得的改性石墨以及应用。本发明专利技术所述的方法，能够制得具有优异电化学性能的石墨材料。石墨材料。石墨材料。

【技术实现步骤摘要】
一种改性石墨及其制备和在电池中的应用


[0001]本专利技术属于电池材料领域，具体涉及石墨负极材料制备领域。

技术介绍

[0002]负极材料是锂离子电池的关键主材之一，目前主流的负极产品有天然石墨与人造石墨两大类。其中，天然石墨负极材料是天然鳞片石墨经球化、提纯、包覆碳化等一系列改性处理后制备的，其优点是储量大、成本低、安全无毒，其缺点是由于颗粒外表面反应活性不均匀，晶体粒度较大且呈各向异性，内部存在大量微孔，导致在充放电过程中晶体结构易被破坏，表面SEI膜覆盖不均匀，造成负极初始库仑效率低、倍率性能不足和循环稳定性差的问题。采用热解炭包覆是目前改善纯化天然石墨负极特性的主要手段，但由于天然石墨中微孔的存在，现行包覆改性所制备负极的循环性能依然不佳。
[0003]专利CN112499624A公开了一种天然石墨的改性方法，其通过粉碎分级、高温氧化、热压静置浸渍、造粒和石墨化等步骤有效改善天然石墨比表面积大、各向异性以及与电解液发生副反应等问题。专利CN107814382B公开了一种长寿命的改性的天然石墨负极材料制备方法，其采用热等静压机对本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种生物质改性石墨的方法，其特征在于，将生物质和碱液混合进行碱提处理，获得碱提取液；随后将碱提取液和石墨原料混合，并在亚临界条件下进行改性处理，随后经焙烧处理，得到生物质改性石墨。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的生物质为竹粉、椰壳粉、核桃壳粉、甘蔗渣、槟榔渣、抗生素菌渣中的一种或多种；优选地，所述的生物质为竹粉、椰壳粉、核桃壳粉中的至少一种。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，碱提阶段采用的碱液的溶质为碱金属元素的氢氧化物、碳酸盐中的至少一种；优选地，所述的碱金属元素为Na和/K；优选地，所述的碱液中的溶质的浓度为0.1～4M，进一步优选为0.5～2M；优选地，所述的生物质和碱液的液固比为1～100ml/g，进一步可以为10～90ml/g；优选地，所述的碱液中的溶质包含氢氧化钠和碳酸钠；进一步优选，氢氧化钠和碳酸钠的摩尔比为1:0.1～2；优选地，碱提处理阶段在负压、30～95℃的温度下进行；优选地，负压的压力小于或等于0.5atm。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的石墨原料为天然鳞片石墨球化料；优选地，所述的石墨原料的粒径为8
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12μm。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的碱提取液中的固形物和石墨原料重量比为0.1～1:1，进一步可以为0.1～0.6:1；优选地，亚临界状态的温度为200～350℃，压力在10～20MPa；优选地，亚临界状态体系中还含有氧气；优选地，将碱提取液和石墨原料在含氧气氛下装填至耐压设备中，随后加热至亚临界状态；优选地，装填的体积占比为50～90v％；优选地，维持在亚临界状态下的处理时间为30～120Min；优选地，改性处理后调控体系的pH为6～9，随后固液分离，收集得到固体，将固体干燥后进行后续的焙烧处理；优选地，焙烧的温度为600
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【专利技术属性】
技术研发人员：陈平，贺焕文，周进辉，黄杏，粟永均，
申请(专利权)人：广西宸宇新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：