【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及二次电池，具体涉及一种由稻壳制备硅硬碳复合体的方法及其应用。
技术介绍
1、随着可再生能源和绿色技术的发展，对高效、环保的电池材料的需求日益增长。硬碳材料作为一种重要的负极材料，在锂离子电池等领域具有广泛的应用前景。然而，传统的硬碳材料制备方法存在流程复杂、污染严重等问题，制约了其在大规模生产中的应用。因此，开发一种短流程、少污染的简便制备硬碳材料的方法具有重要意义。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于针对现有技术中的缺陷和不足，本专利技术提供一种由稻壳制备硅硬碳复合体的方法及其应用。
2、本专利技术提供的一种有稻壳制备硬碳复合体的方法采用的技术方案是：一种由稻壳制备硅硬碳复合体的方法，包括以下步骤，
3、（1）将稻壳进行清洗和低温预碳化处理；
4、（2）将预碳化后的稻壳粉体与活化剂混合，进行球磨处理；
5、（3）将球磨处理后的混合物进行中温碳化和二氧化硅还原；
6、（4）对碳化和还原后的粉体进行酸洗，过滤干燥即得到硅硬碳复合粉体；
7、所述活化剂为铝粉、镁粉、锌粉和氯化铝粉中的至少一种
8、可选的，在所述步骤（1）中，所述低温预碳化处理在一反应容器内进行，低温预碳化处理的温度为300℃，时间为3小时。
9、可选的，在所述步骤（1）中，需要向反应容器充入氮气使反应容器处于氮气气氛下，再以10ºc/min升温到300ºc，待升温至300℃后，保持3小时。
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11、可选的，在所述步骤（3）中，所述中温碳化和二氧化硅还原在一反应容器内进行，所述中温碳化是对预碳化后的稻壳粉体进一步地碳化处理，所述二氧化硅还原是二氧化硅与活化剂粉体发生氧化还原反应，所述二氧化硅为稻壳经过低温预碳化处理后的产物，无需额外添加，所述中温碳化和二氧化硅还原的温度为600℃，时间为3小时。
12、可选的，在所述步骤（3）中，需要向反应容器内充入氮气，以使所述中温碳化和二氧化硅还原处于氮气气氛下，再以10ºc/min升温至300ºc，待升温至300ºc后，保持3小时。
13、可选的，在所述步骤（4）中，采用盐酸对碳化和硅还原后的粉体进行清洗，以去除粉体内的金属离子。
14、可选的，在所述步骤（4）中，在对碳化和硅还原后的粉体进行酸洗后，还需要使用去离子水进行清洗，以去除残留的h⁺，使酸洗后的溶液为中性，最后进行过滤和干燥即可得到硅硬碳复合粉体。
15、本专利技术还提供一种负极材料，所述负极材料包括如上所述的由稻壳制备硅硬碳复合体的方法制得的硅硬碳复合粉体。
16、本专利技术还提供一种电池，所述电池包括如上所述的负极材料。
17、采用上述技术方案后，本专利技术有益效果为：
18、1、本申请采用简单易得的稻壳作为原料，通过短流程、少污染的制备方法，实现了硅硬碳复合体的高效制备；所制备的硅硬碳复合体具有优良的电化学性能，能够满足电池材料的高性能需求；同时，该方法还实现了生物质资源的有效利用，对环境污染小；
19、2、通过将本申请提供的制备方法制得的硅硬碳复合体制成电池负极，与纯锂构成半电池，按照标准的电池测试方法对其进行电化学性能检测，检测结果为所得该半电池首次和循环100次后的放电容量分别为400mah/g和260mah/g，效率保持在90%以上，即本申请制得的硅硬碳复合粉体为优秀的负极硬碳材料，放电容量在260mah/g以上，具有优良的电化学性能。
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1.一种由稻壳制备硅硬碳复合体的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种由稻壳制备硅硬碳复合体的方法，其特征在于，在所述步骤(1)中，所述低温预碳化处理在一反应容器内进行，低温预碳化处理的温度为300℃，时间为3小时。
3.根据权利要求1所述的一种由稻壳制备硅硬碳复合体的方法，其特征在于，在所述步骤(1)中，需要向反应容器充入氮气使反应容器处于氮气气氛下，再以10℃/min升温到300℃，待升温至300℃后，保持3小时。
4.根据权利要求1所述的一种由稻壳制备硅硬碳复合体的方法，其特征在于，在所述步骤(2)中，所述球磨处理在一球磨罐内进行，将该球磨罐置于一行星式球磨机上，行星式球磨机的转速为转速为350rpm，球磨处理的时间为3小时，以使预碳化后的稻壳粉体与活化剂均匀混合。
5.根据权利要求1所述的一种由稻壳制备硅硬碳复合体的方法，其特征在于，在所述步骤(3)中，所述中温碳化和二氧化硅还原在一反应容器内进行，所述中温碳化是对预碳化后的稻壳粉体进一步地碳化处理，所述二氧化硅还原是二氧化硅与活化剂粉体发生氧化还原反
6.根据权利要求5所述的一种由稻壳制备硅硬碳复合体的方法，其特征在于，在所述步骤(3)中，需要向反应容器内充入氮气，以使所述中温碳化和二氧化硅还原处于氮气气氛下，再以10℃/min升温至300℃，待升温至300℃后，保持3小时。
7.根据权利要求1所述的一种由稻壳制备硅硬碳复合体的方法，其特征在于，在所述步骤(4)中，采用盐酸对碳化和硅还原后的粉体进行清洗，以去除粉体内的金属离子。
8.根据权利要求1所述的一种由稻壳制备硅硬碳复合体的方法，其特征在于，在所述步骤(4)中，在对碳化和硅还原后的粉体进行酸洗后，还需要使用去离子水进行清洗，以去除残留的H+，使酸洗后的溶液为中性，最后进行过滤和干燥即可得到硅硬碳复合粉体。
9.一种负极材料，其特征在于，所述负极材料包括如权利要求1-8任意一项所述由稻壳制备硅硬碳复合体的方法制得的硅硬碳复合粉体。
10.一种电池，其特征在于，所述电池包括如权利要求9所述的负极材料。
...【技术特征摘要】
1.一种由稻壳制备硅硬碳复合体的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种由稻壳制备硅硬碳复合体的方法，其特征在于，在所述步骤(1)中，所述低温预碳化处理在一反应容器内进行，低温预碳化处理的温度为300℃，时间为3小时。
3.根据权利要求1所述的一种由稻壳制备硅硬碳复合体的方法，其特征在于，在所述步骤(1)中，需要向反应容器充入氮气使反应容器处于氮气气氛下，再以10℃/min升温到300℃，待升温至300℃后，保持3小时。
4.根据权利要求1所述的一种由稻壳制备硅硬碳复合体的方法，其特征在于，在所述步骤(2)中，所述球磨处理在一球磨罐内进行，将该球磨罐置于一行星式球磨机上，行星式球磨机的转速为转速为350rpm，球磨处理的时间为3小时，以使预碳化后的稻壳粉体与活化剂均匀混合。
5.根据权利要求1所述的一种由稻壳制备硅硬碳复合体的方法，其特征在于，在所述步骤(3)中，所述中温碳化和二氧化硅还原在一反应容器内进行，所述中温碳化是对预碳化后的稻壳粉体进一步地碳化处理，所述二氧化硅还原是二氧化硅与活化剂粉体发生氧化还原反应，...
【专利技术属性】
技术研发人员：欧阳义芳，
申请(专利权)人：贵州如山锂能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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