一种生物质基硬碳材料及其制备方法与用途技术

本申请提供了一种生物质基硬碳材料及其制备方法与用途，所述制备方法将生物质原料依次进行无氧烘焙、除杂、氧化改性及高温炭化，得到生物质基硬碳材料。本申请通过先依次进行无氧烘焙与除杂，使得生物质原料中的木质素及纤维素等破坏，在内部留下孔隙及缺陷，使材料处于亚稳态结构，以暴露杂质，进而可以选择在常温下实现除杂，且除杂效果优异，所得生物质基硬碳的杂质含量低，灰分可降至0.5wt％以下，且具有无序的层间结构，有利于钠离子的嵌入/脱出，可表现出较高的可逆容量和首效性能。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】

本申请实施例涉及电池，例如一种生物质基硬碳材料及其制备方法与用途。

技术介绍

1、钠离子电池作为二次电池，其电化学机理与锂电池类似，但是与锂离子电池相比，钠离子电池具有的优势有：原材料储量丰富，价格低廉；允许钠离子电池放电到0v；电池能量密度大于100wh/kg，而可与磷酸铁锂电池相媲美，可见，其成本优势明显。

2、作为钠离子电池负极材料，相较于锂电池中常用的石墨而言，硬碳的容量及稳定性更为突出；因为钠离子的半径(0.103nm)远大于锂离子半径(0.071nm)，石墨层间距较小不利于钠离子的脱嵌，而硬碳结构长程无序，有许多的缺陷和微孔有助于钠离子的吸附和存储。

3、硬碳的原料主要分为生物质类、树脂类、煤基类。其中树脂基硬碳性能好，但成本较高；煤基硬碳容量难提升，原料依靠煤矿开采；相比而言，生物质基硬碳，因原料来源广，结构好调控，成本较低更具有开发和应用优势。

4、cn115259136a公开了一种使用废弃生物质大批量制备生物质基硬碳材料的方法，通过使用特定的预处理溶液破坏生物质中提取木质素，将得到的木质素进行预碳化及高本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种生物质基硬碳材料的制备方法，其包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述生物质原料包括白杨木屑、松木屑、荔枝木屑、椰壳、竹屑、棉花或小麦秸秆中的任意一种或至少两种的组合。

3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其中，所述无氧烘焙在惰性气氛下进行，氧气浓度＜1000ppm。

4.根据权利要求1-3任一项所述的制备方法，其中，所述惰性气氛包括氮气、氩气或氦气中的任意一种或至少两种的组合。

5.根据权利要求1-4任一项所述的制备方法，其中，所述无氧烘焙的温度为200～1000℃，时间为15～48h；</p>

6.根据...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

1.一种生物质基硬碳材料的制备方法，其包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述生物质原料包括白杨木屑、松木屑、荔枝木屑、椰壳、竹屑、棉花或小麦秸秆中的任意一种或至少两种的组合。

3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其中，所述无氧烘焙在惰性气氛下进行，氧气浓度＜1000ppm。

4.根据权利要求1-3任一项所述的制备方法，其中，所述惰性气氛包括氮气、氩气或氦气中的任意一种或至少两种的组合。

5.根据权利要求1-4任一项所述的制备方法，其中，所述无氧烘焙的温度为200～1000℃，时间为15～48h；

6.根据权利要求1-5任意一项所述的制备方法，其中，所述除杂为液相除杂，将无氧烘焙后的生物质原料在含有除杂剂的溶液中处理。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其中，所述除杂剂包括氢氧化钠、氢氧化钾、硫酸、盐酸、磷酸或氢氟酸中的任...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑爽，阮丁山，李长东，毛林林，张苗，齐俊，
申请(专利权)人：广东邦普循环科技有限公司，
类型：发明
国别省市：