[发明专利]一种锂离子电池生物质基硬碳负极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种锂离子电池生物质基硬碳负极材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1.将巴沙木裁切成木块，将木块浸入氯乙酸钠碱溶液中1-3h，取出后用去离子水反复清洗，然后冷冻干燥得到绝干的预处理木块；

S2.将步骤S1所得预处理木块真空浸渍于亚铁离子溶液中，80-100℃下恒温保持2-4h后转移至硝酸钾碱溶液中，80-100℃下恒温反应5-7h，将反应物用去离子水反复清洗，然后冷冻干燥得到磁性Fe₃O₄修饰的木块；

S3.将步骤S2所得磁性Fe₃O₄修饰的木块真空浸渍于MOF前驱体溶液中，并置于磁场中磁感应加热8-10h，将反应物分别用DMF、乙醇和去离子水反复清洗，然后冷冻干燥得到前驱体；

S4.将步骤S3所得前驱体于惰性气氛下碳化2-4h得到锂离子电池生物质基硬碳负极材料。

2.根据权利要求1所述的一种锂离子电池生物质基硬碳负极材料的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中，木块的尺寸为（8-12）mm×（8-12）mm×（4-6）mm；冷冻干燥时的温度为-40～-60℃，时间为12-24h。

3.根据权利要求1所述的一种锂离子电池生物质基硬碳负极材料的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中，氯乙酸钠碱溶液由氯乙酸钠、氢氧化钠、水组成，其中，氯乙酸钠的浓度为0.2-0.6M，氢氧化钠的浓度为10-20%w/v。

4.根据权利要求1所述的一种锂离子电池生物质基硬碳负极材料的制备方法，其特征在于：所述步骤S2中，亚铁离子溶液由FeSO₄·7H₂O、FeCl₂·4H₂O、柠檬酸组成，其中，FeSO₄·7H₂O的浓度为0.3-0.5M，FeCl₂·4H₂O的浓度为0.1-0.3M。

5.根据权利要求1所述的一种锂离子电池生物质基硬碳负极材料的制备方法，其特征在于：所述步骤S2中，硝酸钾碱溶液由硝酸钾、氢氧化钠、水组成，其中，硝酸钾的浓度为0.3-0.5M，氢氧化钠的浓度为1.2-1.4M。

6.根据权利要求1所述的一种锂离子电池生物质基硬碳负极材料的制备方法，其特征在于：所述步骤S2中，冷冻干燥时的温度为-40～-60℃，时间为12-24h。

7.根据权利要求1所述的一种锂离子电池生物质基硬碳负极材料的制备方法，其特征在于：所述步骤S3中，MOF前驱体溶液由比例为0.1g:0.515g:10mL的2-氨基对苯二甲酸、Zn(NO₃)2·6H₂O和N,N-二甲基甲酰胺组成。

8.根据权利要求1所述的一种锂离子电池生物质基硬碳负极材料的制备方法，其特征在于：所述步骤S3中，磁感应加热时的磁感应强度为10-30mT，温度为100-120℃；冷冻干燥时的温度为-40～-60℃，时间为12-24h。

9.根据权利要求1所述的一种锂离子电池生物质基硬碳负极材料的制备方法，其特征在于：所述步骤S4中，惰性气氛为氮气或氩气，碳化时的温度为900-1000℃。

10.根据权利要求1～9任意一项权利要求所述的制备方法得到的锂离子电池生物质基硬碳负极材料。