[发明专利]一种新型锂离子电池负极材料碳化葡萄籽的制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种新型锂离子电池负极材料碳化葡萄籽的制备方法及应用。将葡萄籽干燥后研磨成粉末，浸泡于活化剂溶液中，于80℃下磁力搅拌4h；过滤，将浸泡后的葡萄籽粉末于80℃真空干燥12h后置于管式炉中，氩气氛围下，700‑900℃煅烧2‑6h后，冷却至室温，依次用盐酸，蒸馏水离心洗涤至中性，真空干燥，研磨，得目标产物碳化葡萄籽。本发明以碳化葡萄籽作为锂离子电池负极材料，一方面原材料容易获得，绿色环保，另一方面碳化葡萄籽具有多孔结构，增加反应的活性位点，可提高材料的导电性，从而提高材料的电化学性能。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，特别涉及一种新型锂离子电池负极材料碳化葡萄籽的制备方法及应用。

背景技术

自20世纪90年代锂离子电池推向市场以来，就以其出色的电化学性能受到了电池行业和使用者的一致好评。目前锂离子电池已经在笔记本电脑，移动电话，摄像机等移动电子终端设备领域占据了主导地位，而且在动力汽车等新能源领域拥有巨大的应用前景和商业价值。

电极活性材料是电池的核心，对电池性能有决定性作用。碳材料一直被认为是LIBs中最具商业价值的负极材料。当前的商用可再充电锂电池负极选用的碳材料一般为石墨，其作为锂离子电池负极材料，具有良好的导电性能，优异的循环稳定性；然而石墨的不可在生性，较低的理论容量和锂离子的扩散系数限制了其在电动汽车等具有高能量和功率密度要求的电源中的应用。为了解决这些问题，研究者们研究了碳纳米管等其他含碳材料，这些含碳材料通过产生额外的锂离子位点而具有更高的性能。然而，碳前驱体的不可再生性和高成本以及复杂的制造技术限制了它们的大规模应用。能源短缺和不断增长的市场需求仍然促使研究者们寻找取之不尽，用之有效的资源，用于生产高性能含碳材料。

近年来，生物质多孔碳材料因其成本低，微观结构丰富，可再生性和环境友好性等优点引起了研究者的广泛关注。此外，作为锂离子电池的电极材料，应具有较高的容量，优异的倍率性能和良好的循环稳定性。

目前，生物质多孔碳材料的研究，已经取得了国内外科研人员及产业界越来越多的关注。我国葡萄产量颇丰，因此废弃葡萄籽的处理是一个大问题，此外葡萄籽中富含葡萄籽油、木质素、纤维素等含碳化合物，碳含量较高，如能将此类废弃生物质作为电极材料用于储能设备在提高容量之余将大大降低成本，并可以营造绿色环境。目前尚未有以葡萄籽为原料来制备三维多孔碳材料并将其应用于锂离子电池负极领域的报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型锂离子电池负极材料碳化葡萄籽的制备方法及其应用，以提高锂离子电池的电化学性能。

本发明提供的技术方案是：一种新型锂离子电池负极材料碳化葡萄籽的制备方法，包括如下步骤：将葡萄籽干燥后研磨成粉末，浸泡于活化剂溶液中，于80℃下磁力搅拌4h；过滤，将浸泡后的葡萄籽粉末于80℃真空干燥12h后置于管式炉中，氩气氛围下，700-900℃煅烧2-6h后，冷却至室温，依次用盐酸，蒸馏水离心洗涤至中性，真空干燥，研磨，得目标产物碳化葡萄籽。

进一步的，上述的制备方法，所述活化剂溶液为氢氧化钾溶液。

进一步的，上述的制备方法，按质量比，葡萄籽粉末:氢氧化钾＝1:1-4。

进一步的，上述的制备方法，煅烧温度为800℃。

进一步的，上述的制备方法，煅烧时间为3h。

本发明提供碳化葡萄籽作为负极材料在锂离子电池中的应用。

进一步的，上述的应用，方法如下：将负极材料、粘结剂和导电剂搅拌均匀涂敷于铜箔上作为锂离子电池的负极；所述负极材料为碳化葡萄籽。

进一步的，上述的应用，所述导电剂为乙炔黑，所述粘结剂为PVDF(聚偏氟乙烯)。

进一步的，上述的应用，按重量比，碳化葡萄籽:乙炔黑:PVDF＝(6-8):(3-1):1。