钠离子电池负极硬碳前躯体的选择是影响负极材料性能及其制备工艺、成本等因素的关键。相较于树脂、煤和沥青等硬碳前躯体原料,生物质类原料具有成本低、灰分少、克容量等指标优良、制备工艺简单等优点,
生物质预碳化料及硬碳负极材料的制备方法
生物质预碳化料及硬碳负极材料的制备将核桃壳等生物质在低温碳化炉中低温热解处理后气流粉碎、过筛。在稀的活化剂溶液中浸渍‑烘干处理后,在中温碳化热处理。在碳酸钠溶液中浸渍‑烘干后得到生物质基预碳化料。然后进行高温碳化处理得到生物质基硬碳负极材料。
制备流程:
1、将生物质原料进行低温热解处理,冷却至室温后进行气流粉碎;
2、将粉碎后的生物质原料放入稀的活化剂水溶液中浸渍,然后烘干进行中温预碳化处理;
3、将预碳化处理后的物料冷却至室温后再水洗至中性,再在碳酸钠溶液中浸渍,烘干,得到生物质预碳化料;
4、将生物质预碳化料高温碳化,得到生物质基硬碳负极材料。
生物质原料为核桃壳、杏壳、竹子、椰壳等硬壳类生物质。
活化剂为氢氧化钾、氢氧化钠、碳酸钾、碳酸钠和氯化锌中一种或多种的任意比例混合。
低温热解处理的温度为300℃~500℃,热解处理时间为1~3小时。低温热解处理炉可以采用回转炉
中温预碳化处理的温度为600℃~900℃,时间为2~6小时。中温预碳化处理为西格玛箱式预碳化炉
高温碳化的温度为1100℃~1600℃,碳化时间为2~10小时,高温碳化为西格玛1700度高温碳化炉
气流粉碎后物料的平均粒度d50为3~20微米。气流粉碎设备可采用气流粉碎机
活化剂水溶液的浓度为0.03mol/l~0.4 mol/l;
碳酸钠溶液的浓度为0.1mol/l~1.0 mol/l,在碳酸钠溶液中浸渍时间为1~5小时。
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