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【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于多孔碳材料,涉及高压实多孔碳材料,还涉及上述高压实多孔碳材料的制备方法。
技术介绍
1、多孔碳材料在吸附,储氢、超级电容器、锂电负极领域均具有十分重要的应用。随着超级电容及锂电池对能量密度的要求越来越高,尤其是制备极片的过程中,对于压实密度提出了更高的要求。但是常规方法制备的多孔碳材料均呈现不规则的颗粒形貌,且碳骨架较为脆弱,抗压实性能较差。
2、目前对于提升多孔碳材料压实密度的研究,主要采用的技术方法是选用不同的碳源,如焦类、生物质类、树脂类等碳源为原料,采用化学碱活化法或者物理法(水蒸气、二氧化碳活化)进行造孔,调控碳化温度,来得到多孔碳。但是这样制备的多孔碳材料仍难以满足负极材料对多孔碳的技术要求,且制备工艺流程复杂。尤其是以新型硅碳负极为技术载体的多孔碳,多孔碳的骨架强度直接决定了硅碳负极材料的压实密度,进而影响到电池能量密度的提升及循环性能。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种高压实多孔碳材料制备方法,解决了现有技术中存在的压实密度差的问题。
2、本专利技术所采用的技术方案是,高压实多孔碳材料制备方法,包括以下步骤:
3、步骤1、将树脂、碳纳米管、koh分别溶解分散于乙醇后混合,得到混合浆液;
4、步骤2、对混合浆液进行喷雾干燥,得到多孔碳前驱体;
5、步骤3、对多孔碳前驱体进行煅烧,得到黑色粉末;
6、步骤4、对黑色粉末进行清洗、烘干得到多孔碳;
7、步骤5、对多
8、本专利技术的特点还在于:
9、步骤1中树脂、碳纳米管、koh的质量比为1:0.001~0.1:0.5~3。
10、树脂包括酚醛树脂、环氧树脂、糠醛树脂或脲醛树脂。
11、步骤2中喷雾干燥过程中,喷雾温度为150~200℃,雾化器频率为200~350hz。
12、步骤2中喷雾干燥过程采用惰性气氛保护,惰性气氛为氮气、氩气中的一种。
13、步骤3中煅烧过程中,采用三段升温程序,先以0-200℃保温1-4h;再继续升温至400℃-500℃,保温1-4h;最后升温至800-900℃,保温1-4h。
14、步骤3中煅烧过程中采用惰性气氛保护。
15、本专利技术的另一目的是提供一种高压实多孔碳材料,并将其作为制备硅碳材料的载体。
16、本专利技术所采用的另一技术方案是,高压实多孔碳材料,采用上述高压实多孔碳材料制备方法制备得到。
17、本专利技术的有益效果是:本专利技术高压实多孔碳材料的制备方法,将有机碳源与碳纳米管进行喷雾造粒,实现了分散、造粒、预固化等多工艺融合制备高压实多孔碳前驱体,大大简化了工艺流程,提高材料的制备稳定性;在一次煅烧的过程中,采用三段温度区间将固化、碳化、活化三个工艺集成到一步工艺过程中,简化了常规碱法制备多孔碳的工艺流程;高强度碳纳米管的引入,会增强颗粒的抗压强度,并且提升材料的电导率,有利于提升负极材料的倍率性能。本专利技术高压实多孔碳材料,具有明显的球形结构,表面光滑致密,孔容高(0.6-1.0cm3/g)及比表大(>1500m2/g),具有微孔结构,微孔(<2nm)占比>97%,具有良好的抗压实能力、导电性,十分有利于后续制备硅碳时纳米硅的限域沉积。
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1.高压实多孔碳材料制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.如权利要求1所述的高压实多孔碳材料制备方法,其特征在于,步骤1中所述树脂、碳纳米管、KOH的质量比为1:0.001~0.1:0.5~3。
3.如权利要求1所述的高压实多孔碳材料制备方法,其特征在于,所述树脂包括酚醛树脂、环氧树脂、糠醛树脂或脲醛树脂。
4.如权利要求1所述的高压实多孔碳材料制备方法,其特征在于,步骤2中所述喷雾干燥过程中,喷雾温度为150~200℃,雾化器频率为200~350HZ。
5.如权利要求1所述的高压实多孔碳材料制备方法,其特征在于,步骤2中所述喷雾干燥过程采用惰性气氛保护,所述惰性气氛为氮气、氩气中的一种。
6.如权利要求1所述的高压实多孔碳材料制备方法,其特征在于,步骤3中所述煅烧过程中,采用三段升温程序,先以0-200℃保温1-4h;再继续升温至400℃-500℃,保温1-4h;最后升温至800-900℃,保温1-4h。
7.如权利要求1所述的高压实多孔碳材料制备方法,其特征在于,步骤3中所述煅烧过程中采用惰性气氛保护
8.高压实多孔碳材料,其特征在于,采用如权利要求1-7任意一项所述的高压实多孔碳材料制备方法制备得到。
...【技术特征摘要】
1.高压实多孔碳材料制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.如权利要求1所述的高压实多孔碳材料制备方法,其特征在于,步骤1中所述树脂、碳纳米管、koh的质量比为1:0.001~0.1:0.5~3。
3.如权利要求1所述的高压实多孔碳材料制备方法,其特征在于,所述树脂包括酚醛树脂、环氧树脂、糠醛树脂或脲醛树脂。
4.如权利要求1所述的高压实多孔碳材料制备方法,其特征在于,步骤2中所述喷雾干燥过程中,喷雾温度为150~200℃,雾化器频率为200~350hz。
5.如权利要求1所述的高压实多孔碳材料制备方...
【专利技术属性】
技术研发人员:魏立帅,张长安,姜双懿,曹新龙,李云祥,路伍斌,薛孟尧,王凯峰,
申请(专利权)人:泾河新城陕煤技术研究院新能源材料有限公司,
类型:发明
国别省市:
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