[发明专利]一种硬碳负极材料、其制备方法、锂离子电池及该电池的制备方法

权利要求书

1.一种负极材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

(1)在保护气氛下，对生物质壳进行加热，再对加热处理过的生物质壳进行催化剂浸渍，固液分离，得到预处理过的生物质壳；

(2)在惰性气氛下，加热步骤(1)所述预处理过的生物质壳进行催化炭化，得到所述负极材料。

2.根据权利要求1所述的负极材料制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述保护气氛为氮气气氛和/或氩气气氛，优选为氮气气氛；

优选地，步骤(1)中，所述生物质壳包括椰壳、核桃壳或杏壳中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，步骤(1)中，所述加热的温度为300℃-600℃；

优选地，步骤(1)中，所述加热的时间为1h-3h；

优选地，步骤(1)中，所述催化剂浸渍的浸渍液为催化剂的水溶液；

优选地，步骤(1)中，所述催化剂浸渍的催化剂为水溶性三价铁盐；

优选地，步骤(1)中，所述催化剂浸渍的浸渍液中，Fe³⁺浓度为0.01mol/L-0.05mol/L；

优选地，所述水溶性三价铁盐包括Fe(NO₃)₃和/或Fe(OAc)₃；

优选地，步骤(1)中，所述催化剂浸渍的温度为20℃-30℃；

优选地，步骤(1)中，所述催化剂浸渍的时间为24h-48h；

优选地，步骤(1)中，所述固液分离为过滤分离；

优选地，步骤(1)中，还包括：固液分离后，对得到的固体进行干燥；

优选地，所述干燥的方法包括鼓风干燥、自然干燥或真空干燥中的任意一种或至少两种的组合。

3.根据权利要求1或2所述的负极材料制备方法，其特征在于，步骤(1)中，还包括：进行催化剂浸渍前，先将加热处理过的生物质壳自然冷却至20℃-30℃，对加热处理过的生物质壳进行破碎处理，并进行洗涤；

优选地，所述破碎处理将生物质壳破碎至粒径为30目-200目；

优选地，所述洗涤为先酸洗，再水洗至中性；

优选地，所述酸洗的方法为加酸搅拌清洗；

优选地，所述酸洗中，酸包括盐酸、硝酸或草酸中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，所述酸洗中，酸的质量百分浓度为0.01wt％-0.1wt％；

优选地，所述水洗的方法为用水搅拌洗涤并过滤取固体；

优选地，所述水洗的次数为5次。

4.根据权利要求1-3任一项所述的负极材料制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述催化炭化在连续化推板炉中进行，原料装载在刚玉或石墨坩埚内；

优选地，步骤(2)中，所述惰性气体包括氮气、氦气或氩气中任意一种或至少两种的组合；

优选地，步骤(2)中，所述加热的温度为1000℃-1300℃，优选为1100℃；

优选地，步骤(2)中，所述催化炭化的时间为1h-10h。

5.根据权利要求1-4任一项所述的负极材料制备方法，其特征在于，步骤(2)中，还包括：对催化炭化后得到的产物进行洗涤、干燥和破碎；

优选地，所述洗涤先酸洗，再水洗至中性；

优选地，所述酸洗的方法为加酸搅拌清洗；

优选地，所述酸洗中，酸包括盐酸、硝酸或草酸中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，所述酸洗中，酸的质量百分浓度为0.01wt％-0.1wt％；

优选地，所述水洗的方法为用水搅拌洗涤并过滤取固体；

优选地，所述水洗的次数为5次；

优选地，所述干燥的方法为鼓风干燥、自然干燥或真空干燥中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，所述破碎的方法为气流粉碎；

优选地，所述破碎将催化炭化后得到的产物破碎至D50为5-30μm。