【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及多孔碳，具体为一种多孔碳材料及其制备方法、应用。
技术介绍
1、多孔碳材料是一种具有高度孔隙度和大比表面积的材料，具有广泛的应用前景，其制备方法主要包括物理法、化学法和生物法，其中气相沉积法是将有机气体在高温下分解，和碳结合形成多孔碳材料，原料碳采用生物基树脂或有机树脂材料经过活化造孔制备而成，随后原料碳和纳米硅结合，硅烷热分解产生纳米硅，通过化学气相沉积法制备是主流的生产手段，目前以人造石墨为代表的碳基材料是锂离子电池负极的主要使用材料，硅基负极的原材料主要由硅材料和石墨构成，硅在常温下与锂合金化，硅基负极优势明显，安全性好于石墨类负极材料，能从各个方向提供锂离子嵌入和脱出的通道，快充性能优异。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种多孔碳材料及其制备方法、应用，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种多孔碳材料，所述多孔碳的多点比表面积为1300m2/g-1800m2/g，单点吸附总孔体积为0.7cm3/g-0.9cm3/g，吸附平均孔径为1.5nm±0.2nm；微孔总体积为0.5cm3/g-0.8cm3/g，纳米硅分布在碳微孔中。
3、一种多孔碳材料制备方法，包括以下步骤：
4、步骤一：碳原料制备，将活性炭原料加热到高温，使其失去吸附物质后变成焦炭，再通过蒸汽将焦炭表面的无用物质清除干净，活性炭恢复吸附性能；
5、步骤二：加热硅烷气体，含高纯硅的气体通过高温加热
6、步骤三：原料混合，碳原料颗粒分散注入到流化床主体中，高热硅烷气体冲击碳原料颗粒，随后气流带动制备出来的多孔碳外排；
7、步骤四：多次循环混合，生成的多孔碳可经过循环机构再次注入到流化床主体中，与高热硅烷气体混合，直至得到符合需求的多孔碳。
8、优选的，所述步骤二中的流化床主体包括外桶、集成筒和供料件，集成筒设置在外桶中，外桶和集成筒之间组成碳硅混合的筒型空腔，外桶底板中部开设有热硅烷气体通过的气孔，集成筒中设置有供料件，所述集成筒包括中位筒、顶位筒、拦截筒、底位桶和随动转筒，所述中位筒上方分布有顶位筒，中位筒和顶位筒之间活动夹持有拦截筒，中位筒下方分布有底位桶，中位筒和底位桶之间活动夹持有随动转筒，所述外桶分别和中位筒、顶位筒、底位桶之间固定连接立板，所述供料件包括风控装置、储料桶、第一支架和撒料装置，所述第一支架一端固定在顶位筒上，储料桶套接在第一支架另一端设置的圆孔中，储料桶底端连通有撒料装置，拦截筒和风控装置传动连接，且风控装置和撒料装置传动连接，撒料装置底部边缘和随动转筒连接。
9、优选的，所述风控装置包括同步件、弧形动柱和中件，所述中件的两侧均设置有同步件，同步件和中件之间传动连接有弧形动柱，所述同步件包括复位弹片、l型定位柱和多连架，所述弧形动柱一端固定连接有多连架，l型定位柱一端固定在顶位筒上，l型定位柱和多连架之间固定连接有复位弹片，所述拦截筒包括正斜板、反斜板和一排摞放的单元筒，相邻的两个单元筒，一个单元筒外部固定环设有多个正斜板，且另一个单元筒外部固定环设有反斜板，所有和正斜板连接的单元筒固定在一个多连架上，所有和反斜板连接的单元筒固定在另一个多连架上，正斜板、反斜板分别和外桶的内壁滑动接触。
10、优选的，所述中件包括外接轴、第一架、第一动轴、l型板齿条、第二动轴和分控齿轮，所述第一架一端固定在顶位筒的内壁上，外接轴滑动穿过第一架上开设的通孔，外接轴一端固定有分控齿轮，弧形动柱一侧弧形分布一排凸齿，分控齿轮选择一个弧形动柱传动连接，且第二动轴和分控齿轮啮合传动连接，第一架支撑定位第二动轴和第一动轴，所述l型板齿条滑动穿过第一架上开设的板孔，l型板齿条和第一动轴啮合传动连接，第一动轴和第二动轴垂直传动，l型板齿条一端和撒料装置连接。
11、优选的，所述撒料装置包括第一环板、斜杆、第二环板、斜管、单元件和工字盘轮，所述储料桶外部环设有第一环板，l型板齿条和第一环板固定连接，储料桶的底部固定连通多个均匀环设的斜管，每个斜管底端均连接有单元件，所有单元件环设在第二环板中，第二环板外部均匀环设有多个斜杆，斜杆的一端固定在第一环板上，斜杆的另一端连接有工字盘轮，所有的工字盘轮配合夹持第二环板，第二环板升降传动单元件，单元件底端和随动转筒固定连接。
12、优选的，所述单元件包括升降组件、调节组件、l型扁管和l型阻板，所述l型扁管一端和斜管固定连通，l型扁管另一端贯穿随动转筒的壳体，l型扁管一端缺失l型壳体，且l型阻板拦截在l型扁管的缺失位置，升降组件一端和第二环板固定连接，且升降组件另一端和调节组件传动连接，调节组件和l型阻板固定连接。
13、优选的，所述升降组件包括方向杆、l型柱齿条、单元架和，所述l型柱齿条顶端固定在第二环板上，l型柱齿条一侧平行分布有方向杆，且另一侧和啮合传动连接，方向杆滑动穿过单元架上开设的通孔，方向杆一端固定在l型柱齿条上，单元架一端固定在l型扁管上，单元架支撑定位。
14、优选的，所述调节组件包括第三动轴、微调立板、单元柱和小齿条，所述单元柱一端固定在l型扁管上，微调立板滑动穿过单元柱另一端开设的板孔，微调立板一端固定在l型阻板上，微调立板一侧固定有小齿条，第三动轴一端和小齿条啮合传动连接，第三动轴另一端和垂直传动，第三动轴套接在单元柱上开设的通孔中。
15、一种多孔碳材料作为电池电极的应用。
16、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
17、1.本专利技术是在外桶和集成筒之间的筒型空腔中实现高热硅气流冲击碳原料颗粒，从而生成高质量多孔碳，本专利技术制备的硅碳具有良好的均一性和离子传导性，将该多孔碳材料作为电池的电极，有利于提高电池的循环稳定性。
18、2.在筒型空腔中上升的气流流速影响碳原料颗粒的撒入速度，根据生产中的不同需求来调节控制碳原料颗粒的撒入速度，从而制备出符合需求的硅碳材料。
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1.一种多孔碳材料，其特征在于：所述多孔碳的多点比表面积为1300m2/g-1800m2/g，单点吸附总孔体积为0.7cm3/g-0.9cm3/g，吸附平均孔径为1.5nm±0.2nm；微孔总体积为0.5cm3/g-0.8cm3/g，纳米硅分布在碳微孔中。
2.一种多孔碳材料制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种多孔碳材料其制备方法，其特征在于：所述步骤二中的流化床主体(1)包括外桶(2)、集成筒(3)和供料件(4)，集成筒(3)设置在外桶(2)中，外桶(2)和集成筒(3)之间组成碳硅混合的筒型空腔，外桶(2)底板中部开设有热硅烷气体通过的气孔，集成筒(3)中设置有供料件(4)，所述集成筒(3)包括中位筒(5)、顶位筒(6)、拦截筒(7)、底位桶(8)和随动转筒(9)，所述中位筒(5)上方分布有顶位筒(6)，中位筒(5)和顶位筒(6)之间活动夹持有拦截筒(7)，中位筒(5)下方分布有底位桶(8)，中位筒(5)和底位桶(8)之间活动夹持有随动转筒(9)，所述外桶(2)分别和中位筒(5)、顶位筒(6)、底位桶(8)之间固定连接立板，
4.根据权利要求3所述的一种多孔碳材料其制备方法，其特征在于：所述风控装置(10)包括同步件(14)、弧形动柱(15)和中件(16)，所述中件(16)的两侧均设置有同步件(14)，同步件(14)和中件(16)之间传动连接有弧形动柱(15)，所述同步件(14)包括复位弹片(17)、L型定位柱(18)和多连架(19)，所述弧形动柱(15)一端固定连接有多连架(19)，L型定位柱(18)一端固定在顶位筒(6)上，L型定位柱(18)和多连架(19)之间固定连接有复位弹片(17)，所述拦截筒(7)包括正斜板(21)、反斜板(22)和一排摞放的单元筒(20)，相邻的两个单元筒(20)，一个单元筒(20)外部固定环设有多个正斜板(21)，且另一个单元筒(20)外部固定环设有反斜板(22)，所有和正斜板(21)连接的单元筒(20)固定在一个多连架(19)上，所有和反斜板(22)连接的单元筒(20)固定在另一个多连架(19)上，正斜板(21)、反斜板(22)分别和外桶(2)的内壁滑动接触。
5.根据权利要求4所述的一种多孔碳材料其制备方法，其特征在于：所述中件(16)包括外接轴(23)、第一架(24)、第一动轴(25)、L型板齿条(26)、第二动轴(27)和分控齿轮(28)，所述第一架(24)一端固定在顶位筒(6)的内壁上，外接轴(23)滑动穿过第一架(24)上开设的通孔，外接轴(23)一端固定有分控齿轮(28)，弧形动柱(15)一侧弧形分布一排凸齿，分控齿轮(28)选择一个弧形动柱(15)传动连接，且第二动轴(27)和分控齿轮(28)啮合传动连接，第一架(24)支撑定位第二动轴(27)和第一动轴(25)，所述L型板齿条(26)滑动穿过第一架(24)上开设的板孔，L型板齿条(26)和第一动轴(25)啮合传动连接，第一动轴(25)和第二动轴(27)垂直传动，L型板齿条(26)一端和撒料装置(13)连接。
6.根据权利要求5所述的一种多孔碳材料其制备方法，其特征在于：所述撒料装置(13)包括第一环板(29)、斜杆(30)、第二环板(31)、斜管(32)、单元件(33)和工字盘轮(34)，所述储料桶(11)外部环设有第一环板(29)，L型板齿条(26)和第一环板(29)固定连接，储料桶(11)的底部固定连通多个均匀环设的斜管(32)，每个斜管(32)底端均连接有单元件(33)，所有单元件(33)环设在第二环板(31)中，第二环板(31)外部均匀环设有多个斜杆(30)，斜杆(30)的一端固定在第一环板(29)上，斜杆(30)的另一端连接有工字盘轮(34)，所有的工字盘轮(34)配合夹持第二环板(31)，第二环板(31)升降传动单元件(33)，单元件(33)底端和随动转筒(9)固定连接。
7.根据权利要求6所述的一种多孔碳材料其制备方法，其特征在于：所述单元件(33)包括升降组件(35)、调节组件(36)、L型扁管(37)和L型阻板(38)，所述L型扁管(37)一端和斜管(32)固定连通，L型扁管(37)另一端贯穿随动转筒(9)的壳体，L型扁管(37)一端缺失L型壳...
【技术特征摘要】
1.一种多孔碳材料，其特征在于：所述多孔碳的多点比表面积为1300m2/g-1800m2/g，单点吸附总孔体积为0.7cm3/g-0.9cm3/g，吸附平均孔径为1.5nm±0.2nm；微孔总体积为0.5cm3/g-0.8cm3/g，纳米硅分布在碳微孔中。
2.一种多孔碳材料制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种多孔碳材料其制备方法，其特征在于：所述步骤二中的流化床主体(1)包括外桶(2)、集成筒(3)和供料件(4)，集成筒(3)设置在外桶(2)中，外桶(2)和集成筒(3)之间组成碳硅混合的筒型空腔，外桶(2)底板中部开设有热硅烷气体通过的气孔，集成筒(3)中设置有供料件(4)，所述集成筒(3)包括中位筒(5)、顶位筒(6)、拦截筒(7)、底位桶(8)和随动转筒(9)，所述中位筒(5)上方分布有顶位筒(6)，中位筒(5)和顶位筒(6)之间活动夹持有拦截筒(7)，中位筒(5)下方分布有底位桶(8)，中位筒(5)和底位桶(8)之间活动夹持有随动转筒(9)，所述外桶(2)分别和中位筒(5)、顶位筒(6)、底位桶(8)之间固定连接立板，所述供料件(4)包括风控装置(10)、储料桶(11)、第一支架(12)和撒料装置(13)，所述第一支架(12)一端固定在顶位筒(6)上，储料桶(11)套接在第一支架(12)另一端设置的圆孔中，储料桶(11)底端连通有撒料装置(13)，拦截筒(7)和风控装置(10)传动连接，且风控装置(10)和撒料装置(13)传动连接，撒料装置(13)底部边缘和随动转筒(9)连接。
4.根据权利要求3所述的一种多孔碳材料其制备方法，其特征在于：所述风控装置(10)包括同步件(14)、弧形动柱(15)和中件(16)，所述中件(16)的两侧均设置有同步件(14)，同步件(14)和中件(16)之间传动连接有弧形动柱(15)，所述同步件(14)包括复位弹片(17)、l型定位柱(18)和多连架(19)，所述弧形动柱(15)一端固定连接有多连架(19)，l型定位柱(18)一端固定在顶位筒(6)上，l型定位柱(18)和多连架(19)之间固定连接有复位弹片(17)，所述拦截筒(7)包括正斜板(21)、反斜板(22)和一排摞放的单元筒(20)，相邻的两个单元筒(20)，一个单元筒(20)外部固定环设有多个正斜板(21)，且另一个单元筒(20)外部固定环设有反斜板(22)，所有和正斜板(21)连接的单元筒(20)固定在一个多连架(19)上，所有和反斜板(22)连接的单元筒(20)固定在另一个多连架(19)上，正斜板(21)、反斜板(22)分别和外桶(2)的内壁滑动接触。
5.根据权利要求4所述的一种多孔碳材料其制备方法，其特征在于：所述中件(16)包括外接轴(23)、第一架(24)、第一动轴(25)、l型板齿条(26)、第二动轴(27)和分控齿轮(28)，所述第一架(24)一端固定在顶位筒(6)的内壁上，外接轴(23)滑动穿过第一架(24)上开设的通孔，外接轴(23)一端固定有分控齿轮(28)，弧形动柱(15)一侧弧形分布一...
【专利技术属性】
技术研发人员：梁自豪，
申请(专利权)人：深圳市明盛新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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