[发明专利]一种以海藻酸钠为碳源的锂离子电池负极多孔碳材料的制备方法

说明书

本申请公开了一种以海藻酸钠为碳源的锂离子电池负极多孔碳材料的制备方法，所述方法包括以下步骤：步骤1，将海藻酸钠溶解到去离子水中后不断搅拌形成均匀粘稠液体。步骤2，向步骤1得到的海藻酸钠溶液中加入微/纳米微球模板乳液并不断搅拌形成混合溶液。步骤3，对步骤2中得到的混合溶液进行真空冷冻干燥处理，得到海藻酸钠与模板微球复合物。步骤4，将步骤3中得到的复合物在惰性气氛中进行煅烧处理，煅烧结束后冷却至室温后稀酸浸泡处理，通过抽滤，用水和乙醇洗至中性，然后进行真空冷冻干燥处理，获得锂离子电池负极多孔碳材料。本发明制备的多孔碳材料作为锂离子电池的负极材料，模板微球所提供的孔道结构有利于锂离子及电子的快速运输，同时能够增加电解质溶液与活性材料的接触面积，是一种高效低成本的锂离子电池负极材料制备方法。

技术领域

本发明涉及一种锂离子二次电池负极材料的制备方法，具体涉及一种以海藻酸钠为碳源的锂离子电池负极多孔碳材料的制备方法。

背景技术

现如今，全球气候变暖、化石资源枯竭、环境污染问题加重等一些能源与环境危机严重遏制人类的生存和发展，找到能替代化石能源的可再生绿色能源成为现在迫在眉睫的问题，利用太阳能和风能是解决该问题的有效方法。但因太阳能和风能的来源并不是很稳定，所以实用、绿色、高效的储能器件引起了人们的广泛关注。在新型储能器件中，二次电池尤其是二次锂离子电池被寄予了很高的期望。

因为生物质碳的多孔构造及其无序结构，这就使得生物质碳材料具有较高的嵌锂容量。通过对生物质碳的“合理”造孔，可以增加其孔隙率和比表面积，进而显著地提高生物质碳材料的嵌锂容量，但所造的空隙大小应该要加以调控。这是因为所造的空隙如果太大不仅达不到理想的储锂效果，而且材料易与电解液接触，导致锂离子与材料表面的官能团相互作用及与电解液发生反应，产生较大的不可逆容量。

发明内容

1.本发明的目的在于提供一种以海藻酸钠为碳源的锂离子电池负极多孔碳材料的制备方法，通过选择不同粒径的模板微球，对以海藻酸钠为碳源的锂离子电池负极多孔材料的孔径加以调控。本发明制备的海藻酸钠衍生多孔碳材料作为锂离子电池的负极材料具有循环稳定性强、电池容量高的特点。

2.本发明提供了一种以海藻酸钠为碳源的锂离子电池负极多孔碳材料的制备方法，该方法包含如下步骤：

3.步骤1，将海藻酸钠溶解到去离子水中后不断搅拌形成均匀粘稠液体。

4.步骤2，向步骤1中得到的海藻酸钠溶液中加入微/纳米微球模板乳液并不断搅拌形成混合溶液。

步骤3，将步骤2中得到的混合溶液进行真空冷冻干燥处理，得到海藻酸钠与模板微球复合物。

5.步骤4，将步骤3中得到的复合物在惰性气氛中进行煅烧处理，煅烧结束后冷却至室温后稀酸浸泡处理，通过抽滤，用水和乙醇洗至中性，然后进行真空干燥处理，获得锂离子电池负极多孔材料。

6.上述的一种以海藻酸钠为碳源的锂离子电池负极多孔碳材料的制备方法，其中，海藻酸钠的加入量为每20ml去离子水中溶解0.1-5g海藻酸钠。

优选地，海藻酸钠的加入量为每20ml去离子水中溶解0.2-0.4g海藻酸钠。

可选地，海藻酸钠溶解过程中的搅拌温度为50-90℃。

可选地，海藻酸钠溶解过程中的搅拌时间为0.5-6h。

7.上述的一种以海藻酸钠为碳源的锂离子电池负极多孔碳材料的制备方法，其中，微/纳米微球的粒径为100nm-10um。

优选地，微/纳米微球的粒径为500nm-1.7um。

可选地，所述微球选自聚苯乙烯微球，二氧化硅微球中的至少一种；

可选地，所述溶液中微/纳米微球的质量分数为0.05％-10％；