CN112551505B - 一种硬碳基负极材料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种硬碳基负极材料的制备方法，包括如下制备步骤：将底甘油渣中加入醇溶剂，搅拌并加热至沸腾，直至溶解成液体；将甘油渣溶液经再加入二甲胺；将胺化后的甘油渣溶液置于高温加热炉中，进行一次碳化处理；将一次碳化的甘油渣放置于等离子体烧结炉中，抽真空，然后加压并升温烧结；将二次碳化的甘油渣放入电弧炉中，在惰性气体的保护下，升温烧结，进行三次碳化处理；将硬碳基材料和导电剂混合后，进行研磨，再分散于无水乙醇中，加入粘合剂，搅拌均匀，干燥，压片，即得硬碳基材料负极材料。本发明所使用的底甘油渣含有丰富的碳资源，可将其资源化利用，具有很高社会和环境效益，对实现绿色可持续发展具有重大意义。

Description

一种硬碳基负极材料的制备方法
技术领域
本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种硬碳基负极材料的制备方法。
背景技术
随着全球能源使用量的日益增长，化石燃料等不可再生的能源日益枯竭，并且会对环境造成严重的污染，因此迫切需要人们去开发氢能、风能、核能、地热能、太阳能等可再生新能源，但是这些新能源均存在供应间歇性，不易控制等问题，在使用这些新能源之前需要解决的问题是将其储存后再集中释放利用，因此需要建设大规模的储能系统。电化学储能运行能量效率高，并且重放时间可控制，循环性能好，已经成为目前新能源研究的热点。
锂离子电池具有高工作电压、高能量密度、安全性佳等优点，而可广泛应用于许多领域的电源供应。锂离子电池的发展在很大的程度上取决于高性能正、负极材料的开发与应用。目前实用的中间相碳微球材料(MCMB)的制备成本偏高。而天然和人造石墨方面，为了降低初期不可逆电容量和提升循环寿命，需要以沥青类芳烃化合物材料进行表面改质，制备过程中需要1300℃以上的高温下实施碳化，其中，原材料(沥青类芳烃化合物)价格波动大，以及高温碳化下所产生的环境污染与能源大量消耗，皆不是长久永续经营的方向。
单甘脂、甘油酯等酯类化合物的制备过程，常常会产生较多的副产品，该副产品通过碳化、热解而成的固态产物。由于其具有来源广泛，成本低廉等优点，是生产碳材料的理想原料。其中，在甘油蒸馏生产及分子蒸馏酯类乳化剂生产过程中往往会产生大量的甘油渣，尤其在反复高温蒸馏工艺条件下得到的底甘油渣；这些底甘油渣是甘油渣反应提取后的残留产品，为沥青状半固体，组分复杂，大多数是不同聚合度的聚甘油酯。因此，若将这些底甘油渣为原料，来制备电极材料，使之既能变废为宝、又能节约创收和保护环境。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种硬碳基负极材料的制备方法，其利用底甘油渣为原料，通过各工序的配合，使其能够制备出电化学性能好、成本低、绿色环保的硬碳基负极材料。
本发明采用如下技术方案实现：
一种硬碳基负极材料的制备方法，包括如下制备步骤：
S1：将底甘油渣加入到高速搅拌器中，再加入醇溶剂，搅拌并加热至沸腾，直至溶解成液体，得到甘油渣溶液；该步骤通过醇溶剂及加热，将底甘油渣中不溶物质除去；
S2：将甘油渣溶液经过一级过滤器，除去不溶杂质，再加入二甲胺，升温，再经过二级过滤器，除去不溶杂质，得到胺化后的甘油渣溶液；该步骤通过通入二甲胺，在二甲胺的作用下，使得甘油渣溶液中的酯基进行部分水解，再与二甲胺反应，形成含氮化合物，以增强碳碳之间的结合；
S3：将胺化后的甘油渣溶液置于高温加热炉中，在惰性气体的保护下，进行一次碳化处理，得到一次碳化的甘油渣；
S4：将一次碳化的甘油渣置于石墨模具中，再放置于等离子体烧结炉中，抽真空，然后加压并升温烧结，进行二次碳化处理，得到二次碳化的甘油渣；
S5：将二次碳化的甘油渣放入电弧炉中，在惰性气体的保护下，升温烧结，进行三次碳化处理，得到基于甘油渣的硬碳基材料；经过多次碳化的甘油渣，使其碳碳之间进行结构重塑，并且由于存在氮元素、氧元素等等，大大增加了热解所得碳材料的比表面积，使得以其为原材料制得的碳基锂离子电池负极材料的电容性能得到了大幅度改善；
S6：将硬碳基材料和导电剂混合后，进行研磨，再分散于无水乙醇中，加入粘合剂，搅拌均匀，干燥，压片，即得硬碳基材料负极材料。
进一步地，步骤S1中，所述醇溶剂是以质量比为10-15:1的水与醇类物质的混合物。
进一步地，所述醇类物质为丁二醇、异丁醇、正戊醇中的一种或者多种组合。
进一步地，步骤S1中，加热温度为110℃-150℃；所述底甘油渣与所述醇溶剂的质量比为1：1-3。
进一步地，步骤S2中，一级过滤器的精度为15μm-30μm；二级过滤器的精度为15μm-30μm；加热温度为80℃-120℃；二甲胺的加入量为甘油渣溶液的质量浓度的0.01-0.1倍。
进一步地，步骤S3中，惰性气体为氮气或氩气；一次碳化处理的温度为400℃-600℃，时间为3h-5h。
进一步地，步骤S4中，抽真空，然后加压的具体操作步骤为：真空度为-0.1～0.1Pa，加压至30MPa-50MPa；升温烧结的具体操作步骤为：烧结分为三个阶段烧结；第一阶段的烧结温度为600℃-800℃，时间为1h-1.5h，压力为30MPa-35MPa；第二阶段的烧结温度为800℃-950℃，时间为0.8h-1.2h，压力为35MPa-40MPa；第三阶段的烧结温度为950℃-1200℃，时间为0.2h-0.5h，压力为40MPa-50MPa。
进一步地，步骤S5中，惰性气体为氮气；烧结的烧结温度为1300℃-1500℃，时间为0.1h-0.3h，压力为10MPa-20MPa。
进一步地，步骤S6中，硬碳基材料与导电剂、无水乙醇、粘合剂的质量比为1:0.3-0.5:1-3:0.01-0.05。
进一步地，所述导电剂为乙炔黑、碳纳米管、纳米碳纤维、膨胀石墨中的一种；所述粘合剂为聚偏二氟乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯醇、羟甲基纤维素钠中的一种。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
本发明所使用的底甘油渣含有丰富的碳资源，来源广泛，价格便宜，可将其资源化利用，具有很高社会和环境效益，对实现绿色可持续发展具有重大意义，并在制备过程中，通过加入二甲胺，使得酯基水解，以及二甲胺与羟基进行反应，形成含氮化合物，以增强碳碳之间的结合，有利于提高碳基锂离子电池负极材料的可逆容量和循环性能，使表面SEI膜得到较好的修饰，从而有利于锂的扩散，同时，制备得到的碳基锂离子电池负极材料具有非常高的比表面积，并具有多孔通道结构，可以提高嵌锂容量和充放电循环性能。
本发明的硬碳基锂电池负极材料在首次充放电循环后的放电比容量最高可达910mAh/g，首次充放电效率最高为91.4％，经过100次循环后，容量保持率为80％以上，循环性能好。
具体实施方式
下面，结合具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
实施例1
一种硬碳基负极材料的制备方法，包括如下制备步骤：
S1：将底甘油渣加入到高速搅拌器中，再加入醇溶剂，搅拌并加热至120℃，直至溶解成液体，得到甘油渣溶液；
S2：将甘油渣溶液经过15μm的一级过滤器，除去不溶杂质，再加入二甲胺，升温至100℃，再经过20μm的二级过滤器，除去不溶杂质，得到胺化后的甘油渣溶液；
S3：将胺化后的甘油渣溶液置于高温加热炉中，在氮气的保护下，进行一次碳化处理，一次碳化处理的温度为400℃-600℃，时间为4h，得到一次碳化的甘油渣；
S4：将一次碳化的甘油渣置于石墨模具中，再放置于等离子体烧结炉中，抽真空至0Pa，然后加压30MPa并升温烧结，第一阶段的烧结温度为600℃-800℃，时间为1h，压力为35MPa；第二阶段的烧结温度为800℃-950℃，时间为0.8h，压力为40MPa；第三阶段的烧结温度为950℃-1200℃，时间为0.2h，压力为50Mpa；进行二次碳化处理，得到二次碳化的甘油渣；
S5：将二次碳化的甘油渣放入电弧炉中，在氮气的保护下，升温烧结，烧结的烧结温度为1300℃-1500℃，时间为0.2h，压力为15MPa，进行三次碳化处理，得到基于甘油渣的硬碳基材料；
S6：将硬碳基材料和导电剂混合后，进行研磨，再分散于无水乙醇中，加入粘合剂，搅拌均匀，干燥，压片，即得硬碳基材料负极材料。
其中，醇溶剂是以质量比为12:1的水与丁二醇的混合物。所述底甘油渣与所述醇溶剂的质量比为1：2。二甲胺的加入量为甘油渣溶液的质量浓度的0.05倍。硬碳基材料与导电剂、无水乙醇、粘合剂的质量比为1:0.3:2:0.03。所述导电剂为乙炔黑；所述粘合剂为聚偏二氟乙烯。
经测试，所得的硬碳基材料负极材料用作锂离子电池负极材料，在首次充放电循环后的放电比容量880mAh/g，首次充放电效率为81.3％，经过100次循环后，容量保持率为98.3％。
实施例2
一种硬碳基负极材料的制备方法，包括如下制备步骤：
S1：将底甘油渣加入到高速搅拌器中，再加入醇溶剂，搅拌并加热至120℃，直至溶解成液体，得到甘油渣溶液；
S2：将甘油渣溶液经过15μm的一级过滤器，除去不溶杂质，再加入二甲胺，升温至120℃，再经过20μm的二级过滤器，除去不溶杂质，得到胺化后的甘油渣溶液；
S3：将胺化后的甘油渣溶液置于高温加热炉中，在氮气的保护下，进行一次碳化处理，一次碳化处理的温度为400℃-600℃，时间为3h，得到一次碳化的甘油渣；
S4：将一次碳化的甘油渣置于石墨模具中，再放置于等离子体烧结炉中，抽真空至-0.1Pa，然后加压30MPa并升温烧结，第一阶段的烧结温度为600℃-800℃，时间为1h，压力为30MPa；第二阶段的烧结温度为800℃-950℃，时间为0.8h，压力为35MPa；第三阶段的烧结温度为950℃-1200℃，时间为0.2h，压力为40Mpa；进行二次碳化处理，得到二次碳化的甘油渣；
S5：将二次碳化的甘油渣放入电弧炉中，在氮气的保护下，升温烧结，烧结的烧结温度为1300℃-1500℃，时间为0.2h，压力为20MPa，进行三次碳化处理，得到基于甘油渣的硬碳基材料；
S6：将硬碳基材料和导电剂混合后，进行研磨，再分散于无水乙醇中，加入粘合剂，搅拌均匀，干燥，压片，即得硬碳基材料负极材料。
其中，醇溶剂是以质量比为12:1的水与丁二醇的混合物。所述底甘油渣与所述醇溶剂的质量比为1：2。二甲胺的加入量为甘油渣溶液的质量浓度的0.05倍。硬碳基材料与导电剂、无水乙醇、粘合剂的质量比为1:0.3:2:0.03。所述导电剂为乙炔黑；所述粘合剂为聚偏二氟乙烯。
经测试，所得的硬碳基材料负极材料用作锂离子电池负极材料，在首次充放电循环后的放电比容量820mAh/g，首次充放电效率为80.6％，经过100次循环后，容量保持率为95.5％。
实施例3
一种硬碳基负极材料的制备方法，包括如下制备步骤：
S1：将底甘油渣加入到高速搅拌器中，再加入醇溶剂，搅拌并加热至120℃，直至溶解成液体，得到甘油渣溶液；
S2：将甘油渣溶液经过15μm的一级过滤器，除去不溶杂质，再加入二甲胺，升温至120℃，再经过20μm的二级过滤器，除去不溶杂质，得到胺化后的甘油渣溶液；
S3：将胺化后的甘油渣溶液置于高温加热炉中，在氮气的保护下，进行一次碳化处理，一次碳化处理的温度为400℃-600℃，时间为3h，得到一次碳化的甘油渣；
S4：将一次碳化的甘油渣置于石墨模具中，再放置于等离子体烧结炉中，抽真空至-0.1Pa，然后加压30MPa并升温烧结，第一阶段的烧结温度为600℃-800℃，时间为1h，压力为30MPa；第二阶段的烧结温度为800℃-950℃，时间为0.8h，压力为35MPa；第三阶段的烧结温度为950℃-1200℃，时间为0.2h，压力为40Mpa；进行二次碳化处理，得到二次碳化的甘油渣；
S5：将二次碳化的甘油渣放入电弧炉中，在氮气的保护下，升温烧结，烧结的烧结温度为1300℃-1500℃，时间为0.2h，压力为20MPa，进行三次碳化处理，得到基于甘油渣的硬碳基材料；
S6：将硬碳基材料和导电剂混合后，进行研磨，再分散于无水乙醇中，加入粘合剂，搅拌均匀，干燥，压片，即得硬碳基材料负极材料。
其中，醇溶剂是以质量比为15:1的水与丁二醇的混合物。所述底甘油渣与所述醇溶剂的质量比为1：3。二甲胺的加入量为甘油渣溶液的质量浓度的0.1倍。硬碳基材料与导电剂、无水乙醇、粘合剂的质量比为1:0.3:2:0.03。所述导电剂为乙炔黑；所述粘合剂为聚偏二氟乙烯。
经测试，所得的硬碳基材料负极材料用作锂离子电池负极材料，在首次充放电循环后的放电比容量910mAh/g，首次充放电效率为91.4％，经过100次循环后，容量保持率为97.5％。
对比例1
一种硬碳基负极材料的制备方法，包括如下制备步骤：
S1：将底甘油渣加入到高速搅拌器中，再加入醇溶剂，搅拌并加热至120℃，直至溶解成液体，得到甘油渣溶液；
S2：将甘油渣溶液经过15μm的一级过滤器，除去不溶杂质，升温至120℃，再经过20μm的二级过滤器，除去不溶杂质，得到胺化后的甘油渣溶液；
S3：将胺化后的甘油渣溶液置于高温加热炉中，在氮气的保护下，进行一次碳化处理，一次碳化处理的温度为400℃-600℃，时间为3h，得到一次碳化的甘油渣；
S4：将一次碳化的甘油渣置于石墨模具中，再放置于等离子体烧结炉中，抽真空至-0.1Pa，然后加压30MPa并升温烧结，第一阶段的烧结温度为600℃-800℃，时间为1h，压力为30MPa；第二阶段的烧结温度为800℃-950℃，时间为0.8h，压力为35MPa；第三阶段的烧结温度为950℃-1200℃，时间为0.2h，压力为40Mpa；进行二次碳化处理，得到二次碳化的甘油渣；
S5：将二次碳化的甘油渣放入电弧炉中，在氮气的保护下，升温烧结，烧结的烧结温度为1300℃-1500℃，时间为0.2h，压力为20MPa，进行三次碳化处理，得到基于甘油渣的硬碳基材料；
S6：将硬碳基材料和导电剂混合后，进行研磨，再分散于无水乙醇中，加入粘合剂，搅拌均匀，干燥，压片，即得硬碳基材料负极材料。
其中，醇溶剂是以质量比为12:1的水与丁二醇的混合物。所述底甘油渣与所述醇溶剂的质量比为1：2。硬碳基材料与导电剂、无水乙醇、粘合剂的质量比为1:0.3:2:0.03。所述导电剂为乙炔黑；所述粘合剂为聚偏二氟乙烯。
经测试，所得的硬碳基材料负极材料用作锂离子电池负极材料，在首次充放电循环后的放电比容量610mAh/g，首次充放电效率为58.9％，经过100次循环后，容量保持率为70.5％。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种硬碳基负极材料的制备方法，其特征在于，包括如下制备步骤：
S1：将底甘油渣加入到高速搅拌器中，再加入醇溶剂，搅拌并加热至沸腾，直至溶解成液体，得到甘油渣溶液；
S2：将甘油渣溶液经过一级过滤器，除去不溶杂质，再加入二甲胺，升温，再经过二级过滤器，除去不溶杂质，得到胺化后的甘油渣溶液；
S3：将胺化后的甘油渣溶液置于高温加热炉中，在惰性气体的保护下，进行一次碳化处理，得到一次碳化的甘油渣；
S4：将一次碳化的甘油渣置于石墨模具中，再放置于等离子体烧结炉中，抽真空，然后加压并升温烧结，进行二次碳化处理，得到二次碳化的甘油渣；
S5：将二次碳化的甘油渣放入电弧炉中，在惰性气体的保护下，升温烧结，进行三次碳化处理，得到基于甘油渣的硬碳基材料；
S6：将硬碳基材料和导电剂混合后，进行研磨，再分散于无水乙醇中，加入粘合剂，搅拌均匀，干燥，压片，即得硬碳基材料负极材料。
2.根据权利要求1所述的硬碳基负极材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述醇溶剂是以质量比为10-15:1的水与醇类物质的混合物。
3.根据权利要求2所述的硬碳基负极材料的制备方法，其特征在于，所述醇类物质为丁二醇、异丁醇、正戊醇中的一种或者多种组合。
4.根据权利要求1所述的硬碳基负极材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中，加热温度为110℃-150℃；所述底甘油渣与所述醇溶剂的质量比为1：1-3。
5.根据权利要求1所述的硬碳基负极材料的制备方法，其特征在于，步骤S2中，一级过滤器的精度为15μm-30μm；二级过滤器的精度为15μm-30μm；加热温度为80℃-120℃；二甲胺的加入量为甘油渣溶液的质量浓度的0.01-0.1倍。
6.根据权利要求1所述的硬碳基负极材料的制备方法，其特征在于，步骤S3中，惰性气体为氮气或氩气；一次碳化处理的温度为400℃-600℃，时间为3h-5h。
7.根据权利要求1所述的硬碳基负极材料的制备方法，其特征在于，步骤S4中，抽真空，然后加压的具体操作步骤为：真空度为-0.1～0.1Pa，加压至30MPa-50MPa；升温烧结的具体操作步骤为：烧结分为三个阶段烧结；第一阶段的烧结温度为600℃-800℃，时间为1h-1.5h，压力为30MPa-35MPa；第二阶段的烧结温度为800℃-950℃，时间为0.8h-1.2h，压力为35MPa-40MPa；第三阶段的烧结温度为950℃-1200℃，时间为0.2h-0.5h，压力为40MPa-50MPa。
8.根据权利要求1所述的硬碳基负极材料的制备方法，其特征在于，步骤S5中，惰性气体为氮气；烧结的烧结温度为1300℃-1500℃，时间为0.1h-0.3h，压力为10MPa-20MPa。
9.根据权利要求1所述的硬碳基负极材料的制备方法，其特征在于，步骤S6中，硬碳基材料与导电剂、无水乙醇、粘合剂的质量比为1:0.3-0.5:1-3:0.01-0.05。
10.根据权利要求9所述的硬碳基负极材料的制备方法，其特征在于，所述导电剂为乙炔黑、碳纳米管、纳米碳纤维、膨胀石墨中的一种；所述粘合剂为聚偏二氟乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯醇、羟甲基纤维素钠中的一种。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115259132B (zh) * 2022-07-29 2023-08-29 广东容钠新能源科技有限公司 一种超高首效硬炭负极材料的制备方法及应用
CN115986099B (zh) * 2022-12-15 2024-05-14 天津大学 一种用于无枝晶锌金属电池负极的三维碳骨架锌复合材料及制备方法
CN116462176A (zh) * 2023-03-25 2023-07-21 温州大学碳中和技术创新研究院 一种钠离子电池硬碳负极材料的超快速制备方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130295463A1 (en) * 2011-01-17 2013-11-07 Shoei Chemical Inc. Cathode material for lithium ion secondary batteries and method for producing same
CN106486673B (zh) * 2015-08-25 2019-07-02 神华集团有限责任公司 用于锂离子电池负极的碳材料及其制备方法和锂离子电池负极及锂离子电池
KR20170131053A (ko) * 2016-05-20 2017-11-29 서강대학교산학협력단 질소-도핑된 3 차원 탄소 나노구조체, 이의 제조 방법, 및 이를 포함하는 수퍼커패시터 전극
CN106085653B (zh) * 2016-07-07 2018-09-25 鲍杰汉 底甘油渣回收制备油污清洗剂的方法
CN106986322B (zh) * 2017-04-27 2019-01-15 中国烟草总公司郑州烟草研究院 一种含氮碳材料的制备方法及应用
CN107140612B (zh) * 2017-06-26 2019-05-28 北京石油化工学院 一种制备磷烯-氮掺杂碳复合材料的方法
CN109911878A (zh) * 2017-12-13 2019-06-21 宁波杉杉新材料科技有限公司 高容量沥青/环氧树脂基改性硬碳负极材料及其制备方法
CN108190859B (zh) * 2017-12-18 2021-04-30 复旦大学 一种金刚石型碳量子点和制备方法及其应用
CN109867282A (zh) * 2018-12-28 2019-06-11 贵州大学 制备氮掺杂多孔碳材料的方法及其应用
CN109921019B (zh) * 2019-02-01 2020-05-19 无锡凯帕德瑞科技有限公司 负极片的制备方法

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