[发明专利]一种生物质衍生多孔碳作为锌碘电池正极材料

权利要求书

1.一种BC_HP/I₂复合材料工作电极，以BC_HP/I₂复合材料为活性物质，将活性物质与导电剂、粘合剂在溶剂中按照一定比例研磨混合后，涂覆在集流体上面制得；所述工作电极在电流密度100 mA g^-1下循环100次后容量保持在100-100 mAh g^-1，容量保持率为82-90%；所述BC_HP/I₂复合材料，以生物质材料银杏肉为前驱体制得BC_HP，BC_HP具有丰富的多孔结构，衍生的碳材料错落有致，提供了大的比表面积；BC_HP中存在的这些分层次的多孔结构可以提供丰富的活性位点，有利于BC_HP吸附碘单质；因此在所制备的BC_HP/I₂复合材料中，碘单质能够均匀的分布在BC_HP的多孔结构之中；

BC_HP/I₂复合材料中，碘单质的质量百分含量为41%；根据BC_HP/I₂复合材料的SEM照片，可以观察到在层次分明的碳材料上分布着大量的多孔结构；从扫描电镜配备的能谱仪可以观察到碘均匀的分布在BC_HP的多空结构之中；

所述导电剂为科琴黑；

所述集流体为不锈钢箔；

所述粘合剂为聚偏氟乙烯；

所述溶剂为N-甲基吡咯烷酮；

所述BC_HP/I₂复合材料工作电极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将银杏肉用去离子水超声清洗15 min后60°C烘干，然后在管式炉中进行预碳化，在空气气氛下300°C煅烧4h，升温速率为5°C/min；

（2）将预碳化的产物加入到50 mL氢氧化钾溶液中混合均匀后冷冻干燥，氢氧化钾的浓度为0.25～1 M；

（3）煅烧上述的产物，进行碳化，在Ar气氛下加热到600～900°C保温3 h，升温速率为5°C/min，得到BC_HP；

（4）将单质碘溶于有机溶剂中，再将BC_HP加入，混合均匀后挥发溶剂，然后在Ar气氛下加热到130°C，保温5h，最后在空气气氛下加热100°C，保温3h即得到BC_HP/I₂复合材料，所述的碘与多孔碳的质量比为1～5：1；为了比较，在制备方法基本一样的情况下，将未经步骤（2）中所述的使用KOH造孔步骤的碳命名为BC_NP；

（5）所得的BC_HP/I₂复合材料与科琴黑、聚偏氟乙烯通过滴加N-甲基吡咯烷酮混合研磨得到锌碘电池正极浆料；所得的正极浆料涂在不锈钢箔片上，进行烘干、裁片，最终得到锌碘电池正极材料。

2.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，步骤（2）中所述的氢氧化钾浓度为0.25～1 M。

3.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，步骤（3）中所述的碳化温度为600～900°C。

4.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，步骤（4）中所述的有机溶剂为乙醇、甲醇、乙二醇中的一种或几种。

5.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，步骤（4）中所述的碘与多孔碳的质量比为1～5：1。

6.一种BC_HP/I₂复合材料工作电极，其特征在于，通过权利要求1～5任一所述制备方法制备得到。