[发明专利]一种具有良好电性能的生物碳的制备方法

说明书

本发明公开了一种具有良好电性能的生物碳的制备方法，包括如下步骤：（1）蒸煮处理、（2）氧化浸泡处理、（3）蒸汽爆破处理、（4）活化处理、（5）改性处理、（6）碳化处理。本发明提供了一种生物碳的制备方法，整体工艺规范，便于批量作业生产，制得的生物碳电性能优良，明显提升了放电的容量以及循环稳定性，增强了其作为锂电池负极材料的品质，极具市场竞争力和推广应用价值。

技术领域

本发明属于生物碳加工处理技术领域，具体涉及一种具有良好电性能的生物碳的制备方法。

背景技术

农作物秸秆是成熟农作物茎叶部分的总称。通常指小麦、水稻、玉米、薯类、油菜、棉花、甘蔗和其它农作物在收获籽实后的剩余部分。农作物光合作用的产物有一半以上存在于秸秆中，秸秆富含碳、氮、磷、钾、钙、镁和有机质等，是一种具有多用途的可再生的生物资源。现有的一部分农作物秸秆被用于生物碳的制作中。

随着社会经济的高速发展，人类社会对能源的依存度不断提高。但是人类的过度开发，已经使得能源枯竭，环境严重污染。为了解决当前能源问题，人们将目光投向可再生清洁能源。然而，它们也有自身的局限性，比如总量大、随机性、能量密度低等等，这些缺点导致它们难以使用。因此，高效储能技术成为了研究热点。

以铅酸电池、镍镉电池和锂离子电池为主的可充电池体系是大容量的电化学储能技术的重要成员，而能量密度低、严重污染环境的铅酸电池和镍镉电池必将逐步退出历史的舞台。相对而言，作为新型储能技术中的佼佼者，锂离子电池具有开路电压离、比能量高、安全性能优越以及环境友好等优点，其优越的性能也必将使其替代铅酸、镍镉电池。除此之外，锂离子电池价格低廉，安全性能高，是一种很有潜力的绿色电池。近年来，锂离子电池也被广泛应用于电动汽车等方面。

负极材料是锂离子电池的核心之一，目前研究的最为广泛的锂离子电池负极材料主要有两大类，一类是碳基负极材料，如石墨；一类是非碳基负极材料，如锡基负极材料和过渡金属氧（硫）化物。生物碳属于碳基负极材料，近年来，生物碳材料的研究掀起了储能材料领域又一股热潮。生物碳因为其自身具有的独特理化性质，再加之其资源丰富，价格低廉，可再生以及绿色环保等诸多优点，成为了非石墨化碳材料中极具发展潜力的后起之秀，并引起了科研工作者广泛的兴趣。但现有技术制得的生物碳材料多存在着电性能不佳、不稳定等问题，亟需进行改进。

发明内容

本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种具有良好电性能的生物碳的制备方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种具有良好电性能的生物碳的制备方法，包括如下步骤：

（1）蒸煮处理：

将农作物秸秆投入到氢氧化钠溶液中加热至煮沸，然后沸煮处理20~30min后将农作物秸秆取出备用；

（2）氧化浸泡处理：

将步骤（1）处理后的农作物秸秆放入到体积分数为20~25%的双氧水溶液中浸泡处理4~6h，取出后用去离子水洗涤至中性后备用；

（3）蒸汽爆破处理：

将步骤（2）处理后的农作物秸秆放入到蒸汽爆破罐内进行蒸汽爆破处理，完成后取出，干燥粉碎后过100目得农作物秸秆粉备用；

（4）活化处理：

将步骤（3）所得的农作物秸秆粉投入到酒石酸溶液中浸泡处理5~7min后取出，用去离子水洗涤至中性后干燥备用；

（5）改性处理：