一种多孔碳、复合材料、隔膜修饰材料及应用

文档序号:34059857发布日期:2023-05-06 01:43阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种多孔碳,其特征在于:以农业废弃物作为生物质材料,将生物质材料与活化剂混合后置于反应器皿中,在惰性气体的保护下进行活化热处理即可得到多孔碳;

2.根据权利要求1所述的一种多孔碳,其特征在于:所述生物质材料与活化剂的质量比为1:0.1-6;所述惰性气体为氮气、氩气或氢氩混合气,惰性气体的流速为0.1-2l/min;所述活化热处理的温度为200-1500℃,升温速率为1-20℃/min,活化热处理时间为0.5-10h。

3.根据权利要求1所述的一种多孔碳,其特征在于:所述农业废弃物需要经过预处理,所述预处理的步骤为清洗和干燥;

4.根据权利要求4所述的一种多孔碳,其特征在于:干燥后的农业废弃物还可以进一步粉碎和过筛,粉碎后粉末颗粒度为50-400目。

5.根据权利要求3或4所述的一种多孔碳,其特征在于:预处理后的农业废弃物在与活化剂混合前还需要在惰性气体的保护下进行预炭化热处理;

6.一种复合材料,其特征在于,将权利要求1所述的多孔碳与硫化物在溶剂中进行混合,然后将混合物真空抽滤,取滤渣烘干,在惰性气体的保护下进行退火处理,即得到多孔碳-硫化物复合材料。

7.根据权利要求6所述的一种复合材料,其特征在于,所述硫化物为二硫化钴、硫化钠、硫化钾、硫化锌、硫化镁、硫化亚铁、硫化锰、硫化铅、硫化镉、硫化锑、硫化铋、硫化钼、硫化亚锡、硫化银、硫化铜、硫化镍、硫化钙、硫化锶、硫化钡;所述溶剂为乙醇、乙二醇、二甲基甲酰胺、乙二醇单甲醚、丁醇、辛醇或乙酸辛酯;所述惰性气体为氮气、氩气或氢氩混合气,气体流速为0.1-1l/min;所述退火处理的温度为200-1500℃,升温速率为1-20℃/min,退火处理时间为0.5-10h。

8.一种隔膜修饰材料,其特征在于,将权利要求6所述的复合材料与导电剂、粘结剂、溶剂进行混合,研磨成浆料后即可得到隔膜修饰材料。

9.根据权利要求8所述的一种隔膜修饰材料,其特征在于,所述导电剂为super-p、超导炭黑、乙炔黑、科琴黑中的至少一种;所述粘结剂为聚偏氟乙烯、羧甲基纤维素钠、丁苯橡胶中的至少一种;所述溶剂为超纯水、n-甲基吡咯烷酮、乙醇中的至少一种;所述复合材料与导电剂、粘结剂的质量比为8:1:1,所述溶剂的质量为复合材料、导电剂、粘结剂三者总质量的1-10倍。

10.一种权利要求8所述隔膜修饰材料的应用,将隔膜修饰材料复合在隔膜表面并干燥得到隔膜修饰层,该隔膜修饰层应用于二次电池中;


技术总结
发明属于储能材料领域,具体涉及一种多孔碳、复合材料、隔膜修饰材料及应用,由农业废弃物通过碳化‑活化法制备的多孔碳以及通过负载‑退火的方式与多孔碳复合的金属硫化物微粒。通过将所得材料涂覆于商用隔膜表面制得的隔膜修饰层,在锂硫、钠硫电池中,可通过捕获‑催化转化机制抑制多硫化物的“穿梭效应”,提高电池的寿命;在锂离子电池、锂金属电池、钠离子电池中,可提高电解液的浸润性,均匀离子通量,有效地防止枝晶生成而刺穿隔膜。本发明操作简单,可同时实现农业废弃物的处置和高值化利用,为有机固废的处置及高性能二次电池的研发提供了新的思路。

技术研发人员:曹菲菲,蒋思捷,徐艳松,伍翠霞,陈恒
受保护的技术使用者:华中农业大学
技术研发日:
技术公布日:2024/1/12
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