一种基于咖啡渣的氮掺杂生物质碳锂离子电池负极材料的制备方法与应用技术

技术编号:46592868 阅读:1 留言:0更新日期:2025-10-10 21:26
本发明专利技术涉及功能材料技术领域,公开了一种基于咖啡渣的氮掺杂生物质碳材料的制备方法及其在锂离子电池负极材料中的应用。使用咖啡渣作为碳源,三聚氰胺作为氮源和添加剂,以及氢氧化钾作为活化剂。制备流程包括咖啡渣与三聚氰胺的混合、热处理生成预碳、以及与氢氧化钾混合后的二次炭化。该方法通过氮掺杂增强了材料的导电性和比表面积,提升了锂离子电池的充放电容量和循环稳定性。本发明专利技术制备过程简单,适于大规模工业生产,为废弃咖啡渣的高值化利用和高性能电池材料的制备提供了新途径。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于功能材料,具体涉及一种基于咖啡渣的氮掺杂生物质碳锂离子电池负极材料的制备方法与应用


技术介绍

1、咖啡作为全球最受欢迎的饮品之一,其商业价值近年来持续攀升。全球每年生产和消费约900万吨咖啡,这一过程产生了大量废咖啡渣。这些咖啡渣主要由咖啡豆提取过程中剩余的纤维素材料构成。面对废咖啡渣的堆积问题,科研人员对其高值化利用进行了深入研究,开发出了多种高附加值产品,如生物油、生物柴油、甘露低聚糖、活性炭、生物质碳电极材料和生物聚合物等,将咖啡渣转化为资源的典范。

2、另一方面,随着经济社会的发展,新能源成为了商业焦点。在众多研究中,锂离子电池作为当前最成熟的电池技术,其商用负极材料—石墨,虽具有372mah/g的理论比容量,但其成本高昂限制了其长远发展。相对而言,生物质碳基负极材料因其低成本、高安全性和多样的形态(如粉末、片材、复合材料等)而受到广泛关注。这些特性使得生物质碳基材料成为未来电池技术发展的有力候选者。而咖啡渣作为废弃生物质材料的代表,其经过高温炭化后,可以转化为具有优异性能的生物质碳材料,而氮原子掺杂能够在碳材料中引入额本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于咖啡渣的氮掺杂生物质碳锂离子电池负极材料,其特征在于,所述锂离子电池负极材料是以咖啡渣为原料,氢氧化钾为活化剂,三聚氰胺为掺杂剂制备而成。

2.根据权利要求1所述的基于咖啡渣的锂离子电池负极材料,其特征在于,所述咖啡渣与三聚氰胺的质量比为1~3,活化时的碱固比为1~3。

3.一种如专利要求1-2任一项所述的基于咖啡渣的锂离子电池负极材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

4.根据权利要求3所述的基于咖啡渣的锂离子电池负极材料的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,干燥温度为90~110℃,干燥时间为24~36小时。p>

5.根据权...

【技术特征摘要】

1.一种基于咖啡渣的氮掺杂生物质碳锂离子电池负极材料,其特征在于,所述锂离子电池负极材料是以咖啡渣为原料,氢氧化钾为活化剂,三聚氰胺为掺杂剂制备而成。

2.根据权利要求1所述的基于咖啡渣的锂离子电池负极材料,其特征在于,所述咖啡渣与三聚氰胺的质量比为1~3,活化时的碱固比为1~3。

3.一种如专利要求1-2任一项所述的基于咖啡渣的锂离子电池负极材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

4.根据权利要求3所述的基于咖啡渣的锂离子电池负极材料的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,干燥温度为90~110℃,干燥时间为24~36小时。

5.根据权利要求3所述的基于咖啡渣的锂离子电池负极材料的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,热处理温度为550℃,升温速率为5℃/min,时间为...

【专利技术属性】
技术研发人员:陈广学袁鹏飞朱琦苏志彬
申请(专利权)人:南宁绿趣环保科技有限公司
类型:发明
国别省市:

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