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专利号: 2024105775043
申请人: 深圳市中明华顶胜新材料有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-03-10
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种生物质基硬碳负极材料的制备方法,其特征在于,具体制备步骤包括:淀粉的糊化:

将淀粉和水混合后,进行糊化,以获得糊化淀粉;

淀粉的发酵:

将糊化淀粉和乳酸菌混合发酵,以获得发酵淀粉;

淀粉的碳化:

将发酵淀粉干燥至含水率为3%以下后,研磨成粉,过筛,以得到细化淀粉;

将细化淀粉分散于N-甲基吡咯烷酮中,再加入细化淀粉质量6-8%的钛酸四丁酯,加热回流反应6h以上,过滤,洗涤和干燥,以得到前驱体;

将前驱体于氢气气氛下,加热还原后,再于惰性气氛中,加热至1000-1200℃,加热碳化4-6h后,冷却,出料,即得生物质基硬碳负极材料。

2.根据权利要求1所述的一种生物质基硬碳负极材料的制备方法,其特征在于,所述淀粉的糊化还包括:按质量比为1:1取淀粉和温度为45-50℃的温水,将所述温水等分为3份,先将其中一份和淀粉搅拌混合均匀后,再加入第二份温水,继续搅拌混合均匀后,加入第三份温水,继续搅拌混合均匀后,于温度为100-105℃条件下,加热糊化40-60min后,冷却至室温,出料,以获得糊化淀粉。

3.根据权利要求1所述的一种生物质基硬碳负极材料的制备方法,其特征在于,所述过筛为过800-1250目筛。

4.根据权利要求1所述的一种生物质基硬碳负极材料的制备方法,其特征在于,所述淀粉的碳化中,还包括:将前驱体于氢气气氛下,以1-3℃/min速率加热升温至400-420℃,保温还原2-3h;

其中,所述氢气气氛是由氢气和氮气按照体积比为1:5-1:6混合而成的混合气体。

5.根据权利要求4所述的一种生物质基硬碳负极材料的制备方法,其特征在于,所述淀粉的碳化中,还包括:于惰性气氛中,以0.8-1.5℃/min速率缓慢加热升温至1000-1200℃,保温碳化4-6h后,随炉冷却至室温,出料;

其中,所述惰性气氛选自氩气或氮气中的任意一种。

6.根据权利要求2所述的一种生物质基硬碳负极材料的制备方法,其特征在于,所述淀粉的发酵中,还包括:将糊化淀粉加入发酵罐中,并按接种量为3-5%接种乳酸菌,于发酵罐中物料初始pH为7.2-7.4,发酵温度为30-35℃条件下,持续发酵8-12h后,出料,杀菌,以得到发酵淀粉。

7.根据权利要求1所述的一种生物质基硬碳负极材料的制备方法,其特征在于,所述具体制备步骤还包括:在所述淀粉的碳化后,进行活化处理。

8.根据权利要求7所述的一种生物质基硬碳负极材料的制备方法,其特征在于,所述具体制备步骤还包括:淀粉的碳化:

将发酵淀粉干燥至含水率为3%以下后,研磨成粉,过筛,以得到细化淀粉;

将细化淀粉分散于N-甲基吡咯烷酮中,再加入细化淀粉质量6-8%的钛酸四丁酯,加热回流反应6h以上,过滤,洗涤和干燥,以得到前驱体;

将前驱体于氢气气氛下,加热还原后,再于惰性气氛中,加热至1000-1200℃,加热碳化4-6h后,冷却,出料,得碳化淀粉;

产品的活化:

将碳化淀粉和温度为50℃的饱和碳酸氢钠溶液混合后超声分散均匀,再冷却至5-10℃,过滤,将所得滤饼干燥后,转移至碳化炉中,于氮气气氛中,加热升温至250-270℃,保温反应2-3h后,冷却,出料,洗涤和干燥,即完成产品的活化。