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专利号: 2021109555744
申请人: 中国矿业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种多步致密化制备钾离子电池炭负极的方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)将炭前驱体放入浓硫酸和浓硝酸的混合溶液中,进行加热冷凝回流处理,冷却至室温后,经过稀释、离心后收集下层产物,透析至中性;

(2)将步骤(1)透析后的溶液进行热处理,烘干后收集固体粉末;

(3)将步骤(2)所得固体粉末溶于溶剂中,形成混合溶液,再在密闭环境下进行溶剂热处理,溶剂热处理后取下层粉末;

(4)将步骤(3)所得粉末进行烘干,烘干后收集固体粉末,然后将固体粉末在惰性气体保护下进行碳化处理,得到致密化的炭材料;

所述步骤(1)中炭前驱体为煤沥青、石油沥青、煤焦、石油焦、煤液化残渣中的一种或多种;

所述步骤(1)中加热冷凝回流处理的温度为50~80℃;

所述步骤(2)中热处理温度为40~200℃;

所述步骤(3)中混合溶液浓度为0.03~10g/mL;

所述步骤(3)中溶剂热处理的温度为80~400℃;

所述步骤(4)中的碳化处理的温度为950~2500℃;

所述步骤(4)中的碳化处理的升温速率为0.5~20℃/min。

2.根据权利要求1所述的一种多步致密化制备钾离子电池炭负极的方法,其特征在于,还包括如下步骤:将步骤(2)和(3)的操作顺序进行调换。

3.根据权利要求2所述的一种多步致密化制备钾离子电池炭负极的方法,其特征在于,还包括如下步骤:将步骤(2)和(3)重复进行1~3次。

4.根据权利要求1所述的一种多步致密化制备钾离子电池炭负极的方法,其特征在于,所述步骤(1)中浓硫酸和浓硝酸的体积比为1~5∶1;所述步骤(1)中炭前驱体的加入量为每

100mL混合溶液中加入1~20g;所述步骤(1)中加热冷凝回流处理的时间为2~24h。

5.根据权利要求1所述的一种多步致密化制备钾离子电池炭负极的方法,其特征在于,所述步骤(2)中热处理时间为20~48h。

6.根据权利要求1所述的一种多步致密化制备钾离子电池炭负极的方法,其特征在于,所述步骤(3)中溶剂为蒸馏水、乙醇、丙醇、乙醚中的一种或几种;所述步骤(3)中溶剂热处理的时间为4~10h。

7.根据权利要求1所述的一种多步致密化制备钾离子电池炭负极的方法,其特征在于,所述步骤(4)中的烘干温度为40~100℃,时间为10~24h。

8.根据权利要求7所述的一种多步致密化制备钾离子电池炭负极的方法,其特征在于,所述步骤(4)中的碳化处理时间为0.5~10h。

9.如权利要求1~8任一项所述多步致密化制备钾离子电池炭负极的方法得到的致密化的炭材料。

10.如权利要求9所述致密化的炭材料在钾离子电池中的应用。