一种羟基氧化铁生物质炭复合资料及其制备办法与流程

  本创造揭露了一种羟基氧化铁/生物质炭复合资料。本创造还揭露了一种羟基氧化铁/生物质炭复合资料的制备办法：将木质纤维放在瓷方舟中在管式炉里氩气环境下300℃煅烧2h。之后按质量比1：2与氢氧化钾溶液混合枯燥，再次在氩气环境下900℃煅烧2h。然后用去离子水浸泡，用盐酸调停ph值到中性，过滤掉溶液后用去离子水和酒精冲刷三次后放在枯燥箱中枯燥10h得到生物质炭。依照必定化学计量比称取六水合氯化铁，尿素和已制备的生物质炭，参加适量去离子水，100℃油浴加热3h，待冷却到室温后放入微波炉900w微波5min，最终过滤，洗刷，枯燥得到羟基氧化铁/生物质炭复合资料。本创造工艺共同，操作便利，得到的复合资料杰出的循环稳定性和倍率功能。

  跟着工业化进程的不断推动和信息化年代的全面迸发，人类社会关于动力的需求正在出现指数式的增加。因而各类新动力的研讨和使用也就应运而生，在这方面，锂离子电池（lib）因为作业电压高、细巧简便、能量密度高、循环寿数长、可快速充电、作业温度规模广、自放电率低、无回忆效应等功能优势，它们被认为是最佳的储能设备方式之一。它们被广泛用于便携式电子产品设备中和混合动力轿车（hev）。

  现在，在商用锂离子电池中使用最为广泛的是石墨基负极资料，因为其理论容量（372 mah/g）已不能满意下一代动力锂离子电池对高能量密度、长循环寿数的要求。而含量丰厚、价格低廉的生物质资料（例如毛发、树皮、植被等）为传统碳资料的开展供给了一种出路；经过对其进行相应的处理能够作为锂离子电池的电极资料，不只能够降低成本，而且契合可持续开展战略的规划。

  近几年来，氧化铁，四氧化三铁的各种纳米结构描摹和掺杂作为锂离子电池的负极资料被广泛研讨。但是，羟基氧化铁的使用近年来一向专心于催化和超级电容器研讨，最近发现其作为锂离子电池负极的高能量容量，引发了探究进一步进步功能的办法。与氧化铁相同，羟基氧化铁电极有两个缺陷：（去）锂化进程中进程改变巨大，导电性差。

  羟基氧化铁与生物质炭复合能够进步负极资料的放电比容量和倍率功能，这是因为生物质炭资料自身导电性强，能够进步资料的导电性。经过活化的生物质炭资料具有多孔结构有利于锂离子的传输而且为羟基氧化铁的体积胀大供给相应的缓冲空间。此外，生物质炭自身也可认为锂离子的脱嵌供给场所，有利于进步复合资料的充放电比容量。现在关于羟基氧化铁负极资料的研讨还较少，一起，羟基氧化铁/生物质炭复合资料的研讨更是屈指可数，这儿为锂电池负极资料的新资料的开发供给一种思路。

  本创造旨在揭露一种羟基氧化铁/生物质炭复合资料及其制备办法，其长处在于：制备工艺共同高效，操作便利，能够改进羟基氧化铁负极资料导电性差、体积胀大率大和高倍率功能差的缺陷，得到的羟基氧化铁/生物质炭复合资料具有杰出的循环稳定性和倍率

  本创造的技能计划（1）生物质炭制备：将木质纤维放在瓷方舟中在管式炉里氩气环境下300℃煅烧2h。之后按质量比1：2与氢氧化钾溶液混合枯燥，再次在氩气环境下900℃煅烧2h。然后用去离子水浸泡，用盐酸调停ph值到中性，过滤掉溶液后用去离子水和酒精冲刷三次后放在枯燥箱中枯燥10h得到生物质炭。

  （2）依照必定化学计量比称取六水合氯化铁，尿素和按进程（1）办法制备的生物质炭，参加适量去离子水均匀拌和2小时，将拌和后的悬浮液转移至油浴锅设置温度为100℃加热3h，待冷却到室温后放入微波炉900w微波5min，最终过滤，洗刷，枯燥得到羟基氧化铁/生物质炭复合资料。

  本创造的特色：首要，在制备生物质炭进程中进行了预炭化处理，改进了所制备生物质炭的功能；其次，经过微波辅佐加热组成法组成粘附在生物质炭上的纳米棒羟基氧化铁，则组成的棒状羟基氧化铁颗粒能够均匀涣散在于多孔生物质炭孔道表里，而且存在于孔道中的棒状羟基氧化铁颗粒一般尺度都比较小，这有利于在充放电进程中缩短锂离子的搬迁途径，而且生物质炭自身导电性强也可认为锂离子的脱嵌供给场所。因而最终的复合资料作为锂离子电池的负极具有杰出的功能。

  附图阐明：图1是本创造施行例2、对份额1、对份额2制备的样品的x-射线θ/

  图2是本创造施行例2、对份额1、对份额2制备的样品在0.2c下的的循环功能图；在图2中，横坐标为循环次数，纵坐标为放电比容量/mah

  图3是本创造施行例2、对份额1、对份额2制得的样品的倍率功能图；在图3中，横坐标为循环次数，纵坐标为放电比容量/mah

  图4是本创造施行例2制备的样品在1c下的循环功能图；在图4中，横坐标为循环次数，纵坐标为放电比容量/mah

  以下结合施行例对本创造做进一步详细描述，但以下施行例只用于对本创造进行进一步阐明，本施行例并不用于约束本创造，但凡选用本创造的类似办法及其类似改变，均应列入本创造的维护规模。

  施行例1将木质纤维放在瓷方舟中在管式炉里氩气环境下300℃预炭化2h。之后按质量比1：2与氢氧化钾溶液混合枯燥，再次在氩气环境下以5

  c保温2小时。然后将所得物质用去离子水浸泡，用盐酸调停ph值到中性，过滤掉溶液后用去离子水和酒精冲刷三次后放在枯燥箱中枯燥12h得到生物质炭。

  称取0.81g六水合氯化铁溶于60ml去离子水中，参加3ml的无水乙醇，再参加0.54g

  尿素，最终再参加0.089g处理过的多孔木质纤维炭，磁力拌和30分钟，再超声45分钟，将超声后的悬浮液转移至油浴锅设置温度为100℃加热3h，待冷却到室温后放入微波炉900w微波5min，最终过滤，用无水乙醇和去离子水各洗刷3次，在80

  施行例2称取0.81g六水合氯化铁溶于60ml去离子水中，参加3ml的无水乙醇，再参加0.54g尿素，最终再参加0.114g处理过的多孔木质纤维炭，磁力拌和30分钟，再超声45分钟，将超声后的悬浮液转移至油浴锅设置温度为100℃加热3h，待冷却到室温后放入微波炉900w微波5min，最终过滤，用无水乙醇和去离子水各洗刷3次，在80

  施行例3称取0.81g六水合氯化铁溶于60ml去离子水中，参加3ml的无水乙醇，再参加0.54g尿素，最终再参加0.144g处理过的多孔木质纤维炭，磁力拌和30分钟，再超声45分钟，将超声后的悬浮液转移至油浴锅设置温度为100℃加热3h，待冷却到室温后放入微波炉900w微波5min，最终过滤，用无水乙醇和去离子水各洗刷3次，在80

  对份额1称取0.81g六水合氯化铁溶于60ml去离子水中，参加3ml的无水乙醇，再参加0.54g尿素，磁力拌和30分钟，再超声45分钟，将超声后的悬浮液转移至油浴锅设置温度为100℃加热3h，待冷却到室温后放入微波炉900w微波5min，最终过滤，用无水乙醇和去离子水各洗刷3次，在80

  电化学功能测验称取适量上述施行例1、施行例2、施行例3和对份额1、对份额2的负极资料、pvdf（0.02g/ml的pvdf溶液，溶剂为甲基吡咯烷酮，粘结剂）、superp(导电剂)按8：1；1的份额混合在2ml的小瓶中，磁力拌和12h，然后均匀涂覆在铜箔上，80℃下线小时，最终用裁片机裁片，裁取的小圆片直径为14mm。电池建立进程全程是在手套箱高纯氩气氛下进行，其间，电解液为1mol/l lipf6的碳酸乙烯酯/二甲基碳酸脂，体积比为1：1，对电极为金属锂片，隔阂为聚丙烯。