[发明专利]一种新型锂离子电池负极材料碳化葡萄皮的制备方法及其应用

说明书

本发明提供了一种新型锂离子电池负极材料碳化葡萄皮的制备方法及其应用，属于锂电池技术领域。具体制备方法为：将葡萄皮干燥后磨碎，浸泡在活化剂溶液中，超声浸渍处理6h；过滤，将浸渍处理的葡萄皮于80℃真空干燥12h；干燥后的产物置于管式炉中，氩气氛围下，700‑900℃煅烧1‑3h；将煅烧后的产物依次用盐酸，蒸馏水离心洗涤至中性，80℃真空干燥12h，研磨，得目标产物。将碳化葡萄皮应用到锂离子电池负极材料中，一方面原材料容易获得，绿色环保，在提高容量的同时可以降低成本；另一方面碳化葡萄皮具有多孔结构，增加了反应的活性位点，从而提高了材料的电化学性能。

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皮的制备方法及应用。

背景技术

由于经济的快速发展，人类对于能源的需求与日俱增，目前化石能源仍占据着十分重要的位置，但是大量消耗化石能源不仅造成了严重的环境问题，同时由于其不可再生性极大的限制了人类的未来发展，能源问题也成为人类亟待解决的问题之一。近年来，由于锂离子电池，钠离子电池，超级电容器，离子电容器等新型储能器件具有能量转化率高、循环寿命长、绿色环保、灵活便捷、可再生等优点受到越来越多的关注。探索具有优异性能的电极材料成为推动电化学器件进一步发展的关键。

多孔碳材料因其巨大的比表面积，丰富的孔隙结构，从而能够增大离子与电解液的接触面积，缩短离子传输距离，提高离子迁移率和容量性能，因而引起了人们的广泛关注。介孔纳米碳球、碳纳米管、石墨烯等均被用来作为电极材料，但其合成工艺复杂，成本较高且产率较低。与此同时，来源丰富、价格低廉、可再生、环境友好且自身往往包含独特结构的生物质材料成为制备多孔碳材料的研究热点，如花生壳、银杏叶、棉花、浒苔等被用来制备多孔碳材料，并作为电极材料表现出卓越的电化学性能。

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，因此废弃葡萄皮的处理是一个大问题，此外葡萄皮中碳含量较高，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。

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皮的制备方法及其应用，本发明采用废弃生物质葡萄皮为原料来制备三维多孔碳材料，并应用于锂离子电池负极材料，可提高其电化学性能。

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皮的制备方法，包括如下步骤：

1)将葡萄皮干燥后磨碎，浸泡在活化剂溶液中，超声浸渍处理6h；

2)过滤，将浸渍处理的葡萄皮于80℃真空干燥12h；

3)干燥后的产物置于管式炉中，氩气氛围下，700-900℃煅烧1-3h；

4)将煅烧后的产物依次用盐酸，蒸馏水离心洗涤至中性，80℃真空干燥12h，研磨，得目标产物。

优选的，上述的制备方法，所述活化剂为氢氧化钾。

优选的，上述的制备方法，按质量比，葡萄皮：氢氧化钾＝1：2-4。

优选的，上述的制备方法，煅烧温度为800℃，煅烧时间为2h。

本发明提供的碳化葡萄皮作为负极材料在锂离子电池中的应用。

优选的，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；所述负极材料为上述的方法制备的碳化葡萄皮。

优选的，所述导电剂为乙炔黑。

优选的，所述粘结剂为PVDF。

优选的，按重量比，碳化葡萄皮：乙炔黑：PVDF＝(6-8):(3-1):1。

本发明的有益效果是：