一种柔性锂电池用碳基负极材料及其制备方法和应用与流程

本发明涉及锂电池，具体涉及一种柔性锂电池用碳基负极材料及其制备方法和应用。

背景技术：

1、随着全球对清洁能源的需求不断增大，锂电池得到了广泛的应用。近年来，随着移动通讯的快速发展，锂离子电池迅速代替了镍氢、镍镉电池，成为广受欢迎的高能电池，并且在电动汽车和储能等领域都有显著的发展前景。

2、石墨是柔性锂离子电池常用的负极材料，主要包括人造石墨和天然石墨。其中，天然石墨具有性能优越、价格廉价易得、技术成熟等优点，但是天然石墨同时存在表面缺陷多、与电解液相容性差、循环性能差、倍率性能低等缺点，因此，对人造石墨负极材料的研究仍是热点。目前的人造石墨作为柔性锂电池负极材料使用仍存在一些问题，如：与电解液的相容性差、充放电性能较差、比容量较低、电池循环性能较低等。

3、桉树是一种速生树，其具有生长快、适应性强、用途广等特点。近年来，我国桉树人工林发展迅速，逐渐成为我国南方地区的代表性树种之一。目前，桉树在我国主要用于家具、建材等领域，同时产出数量较大的桉树木屑等废弃物。而桉树木屑通常作为生物质燃料，供给电厂、工厂等需要燃料的企业，或者将其还田或进行堆肥处理，应用价值较低且领域较窄。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决现有技术存在的上述问题，提供一种柔性锂电池用碳基负极材料的制备方法和应用。本发明不仅能够有效回收利用桉树木屑资源，降低负极材料的制备成本，而且制得的碳基负极材料性能好，具有比容量高、循环性能好等特点。

2、为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：

3、一种柔性锂电池用碳基负极材料的制备方法，包括如下步骤：

4、(1)将桉树木屑加入处理液i中浸泡1-3h，烘干后粉碎，得到桉树木粉，所述处理液i由以下重量份的组分混匀配制而成：尿素3-8份、甲酸钾10-20份、水50-100份；

5、(2)将步骤(1)得到的桉树木粉与氯化镁以质量比为1：0.1-0.2混合后，在氮气气氛下，先以1-3℃/min的速率升温至300-400℃，保温40-60min，再以5-10℃/min的速率升温至400-600℃碳化1-5h，得到碳化物；

6、(3)将步骤(2)得到的碳化物加入处理液ii中搅拌处理，所述处理液ii由以下重量份的组分混匀配制而成：2-甲基四氢呋喃10-30份、氯化苯甲烃胺1-5份、三乙醇胺油酸皂1-5份、水50-60份，处理后分离得到处理后的碳化物；

7、(4)将步骤(3)得到的处理后的碳化物进行热处理，得到柔性锂电池用碳基负极材料。

8、进一步的，步骤(1)中，所述桉树木屑与所述处理液i的质量比为1：10-20。

9、进一步的，步骤(3)中，所述搅拌处理的条件控制如下：温度50-80℃，时间1-2h，转速100-300r/min。

10、进一步的，步骤(3)中，所述碳化物与所述处理液ii的质量比为1：5-30。

11、进一步的，步骤(4)中，所述热处理的温度为700-1000℃，时间为1 -5h。

12、本发明还提供上述制备方法制得的柔性锂电池用碳基负极材料。

13、本发明还提供上述制备方法制得的柔性锂电池用碳基负极材料的应用，具体应用于柔性锂电池的负极片中，所述负极片中的负极材料由质量分数为85％～95％的所述柔性锂电池用碳基负极材料、质量分数为2％～5％的导电剂和质量分数为2％～5％的粘合剂制成。

14、本发明的有益效果如下：

15、1、本发明以桉树木屑作为主要原料制备碳基负极材料，不仅能够有效回收利用桉树加工后的废弃资源，降低制备成本，而且能够扩宽桉树木屑的应用领域，提升其应用价值。

16、2、本发明配制处理液i对桉树木屑进行处理，配制处理液ii对碳化物进行处理，使制得的碳基负极材料外表面反应活性均匀，在充放电过程中表面晶体结构稳定，表面sei膜覆盖均匀，具有比容量高、倍率性能好、初始库仑效率高、循环性能好等特点。

技术特征：

1.一种柔性锂电池用碳基负极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种柔性锂电池用碳基负极材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述桉树木屑与所述处理液i的质量比为1：10-20。

3.根据权利要求1所述的一种柔性锂电池用碳基负极材料的制备方法，其特征在于：步骤(3)中，所述搅拌处理的条件控制如下：温度50-80℃，时间1-2h，转速100-300r/min。

4.根据权利要求1所述的一种柔性锂电池用碳基负极材料的制备方法，其特征在于：步骤(3)中，所述碳化物与所述处理液ii的质量比为1：5-30。

5.根据权利要求1所述的一种柔性锂电池用碳基负极材料的制备方法，其特征在于：步骤(4)中，所述热处理的温度为700-1000℃，时间为1-5h。

6.一种柔性锂电池用碳基负极材料，其特征在于：由权利要求1-5任一项制备方法制备得到。

7.权利要求6所述的柔性锂电池用碳基负极材料的应用，其特征在于：应用于柔性锂电池的负极片中，所述负极片中的负极材料由质量分数为85％～95％的权利要求6的柔性锂电池用碳基负极材料、质量分数为2％～5％的导电剂和质量分数为2％～5％的粘合剂制成。

技术总结本发明公开了一种柔性锂电池用碳基负极材料及其制备方法和应用，属于锂电池技术领域。本发明的制备方法包括如下步骤：(1)将桉树木屑用处理液I处理，烘干后粉碎，得到桉树木粉，所述处理液I由尿素、甲酸钾、水制成；(2)将桉树木粉与氯化镁混合后碳化，得到碳化物；(3)将碳化物用处理液II处理，所述处理液II由2‑甲基四氢呋喃、氯化苯甲烃胺、三乙醇胺油酸皂、水制成；(4)将处理后的碳化物进行热处理，得到柔性锂电池用碳基负极材料。本发明不仅能够有效回收利用桉树木屑资源，降低负极材料的制备成本，而且制得的碳基负极材料性能好，具有比容量高、循环性能好等特点。技术研发人员：何敏华,莫穗彬受保护的技术使用者：广西华政新能源科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/12