本发觉公然一种奉行锂离子电池用碳原料的深度净化举措，属于能源原料范围。鉴于锂离子电池用碳基负极、正/负电极用导电碳增添剂对纯度的请求极高，因部门杂质会蓄积正在电极或隔阂表貌变成短道，或行为活性催化位点诱发电池副反响，或游离正在电解液中扰乱载流子转移，影响电池职能。本发觉通过使用酸性或碱性水蒸汽蒸馏的举措、正在尽恐怕维持碳原料组织和物化个性的根本上对其实行深度净化，不只实行了固液相天然判袂，便于原料的后续应用，也可通过调控酸性或碱性蒸汽实行多种杂质的选取性净化。该发觉既简化了碳原料的净化工艺，也不损害碳

　　(19)国度常识产权局 (12)发觉专利申请 (10)申请颁发号 CN 116425141 A (43)申请颁发日 2023.07.14 (21)申请号 9.2 C01B 32/196 (2017.01) C01B 32/378 (2017.01) (22)申请日 2023.03.09 (71)申请人 中国群多军事科学院防化研 究院 地点 102205 北京市昌平区阳坊镇核心南 街37号院 (72)发觉人 明海张松通祝夏雨张文峰 邱景义 (74)专利代庖机构 中国火器工业集团公司专利 核心 11011 专利代庖师 王智红 (51)Int.Cl. C01B 32/05 (2017.01) H01M 4/587 (2010.01) C01B 32/17 (2017.01) 权力请求书1页 仿单4页 附图2页 (54)发觉名称 一种锂离子电池用碳原料的深度净化举措 (57)摘要 本发觉公然一种奉行锂离子电池用碳原料 的深度净化举措，属于能源原料范围。鉴于锂离 子电池用碳基负极、正/负电极用导电碳增添剂 对纯度的请求极高，因部门杂质会蓄积正在电极或 隔阂表貌变成短道，或行为活性催化位点诱发电 池副反响，或游离正在电解液中扰乱载流子转移， 影响电池职能。本发觉通过使用酸性或碱性水蒸 汽蒸馏的举措、正在尽恐怕维持碳原料组织和物化 个性的根本上对其实行深度净化净化碳，不只实行了固 液相天然判袂，便于原料的后续应用，也可通过 调控酸性或碱性蒸汽实行多种杂质的选取性净 化。该发觉既简化了碳原料的净化工艺，也不损 A 害碳原料组织和物化个性，加强了其正在电池中的 1 运用功用，正在原料加工和电池范围拥有优越的应 4 1 5 用远景。 2 4 6 1 1 N C CN 116425141 A 权力请求书 1/1页 1.一种锂离子电池用碳原料的深度净化举措，其特质正在于，包含如下方法： 方法1、将去离子水或水溶液(5)出席玻璃容器(4)中，并正在玻璃容器(4)中放入磁力搅 拌子(6)； 所述水溶液(5)为醋酸、硝酸、过氧化氢、盐酸、草酸、次氯酸、氢氟酸、氢溴酸、氢碘酸、 亚硫酸、氢硫酸、氨中的一种以上； 方法2、将需求净化的碳原料置于砂芯漏斗(3)中，让砂芯漏斗(3)与玻璃容器(4)衔接， 砂芯漏斗(3)上部衔接蛇形冷凝管(1)，维持冷却水连续供应； 方法3、将玻璃容器(4)置于加热磁力搅拌器(7)之上，磁力搅拌子(6)维持匀速动弹以 防范爆沸，加热去离子水或水溶液(5)至100～200℃，去离子水或水溶液(5)蒸汽透过砂芯 漏斗(3)和碳原料(2)并造成回流； 方法4、净化实行5～30分钟后，住手加热让玻璃容器(4)冷却，将玻璃容器中(4)的去离 子水或者水溶液(5)调动为未应用的去离子水或者水溶液(5)，并将玻璃容器(4)再次置于 加热磁力搅拌器(7)之上； 方法5、反复1～100次方法3、方法4，待玻璃容器(4)冷却，将碳原料(2)取出置于线℃线幼时，即可得回深度净化的碳原料(2)。 2.遵照权力请求1所述的一种锂离子电池用碳原料的深度净化举措，其特质正在于，所述 碳原料为活性炭、碳气凝胶、石墨、硬碳、软碳、碳纳米管、石墨烯、生物质碳、碳纤维中一种 及以上净化碳。 3.遵照权力请求1所述的一种锂离子电池用碳原料的深度净化举措，其特质正在于，所述 砂芯漏斗(3)的欠缺孔径为100～500目。 4.遵照权力请求1所述的一种锂离子电池用碳原料的深度净化举措，其特质正在于，所述 磁力搅拌子，动弹速率为100～3000转/分钟。 5.一种锂离子电池用碳原料的深度净化举措，其特质正在于，使用权力请求1‑4任一项所 述举措对碳原料奉行净化或许根除碳原料中稠浊、包覆或吸附的杂质。 2 2 CN 116425141 A 仿单 1/4页 一种锂离子电池用碳原料的深度净化举措 技能范围 [0001] 本发觉属于能源原料范围，通过使用酸性或碱性水蒸汽固液相判袂蒸馏的举措、 正在尽恐怕维持碳原料组织和物化个性的根本上对锂离子电池用碳原料实行深度净化，使碳 原料拥有高的纯度，避免碳原料中杂质对电池职能的晦气影响，加强其正在电池中的运用效 能。 后台技能 [0002] 锂离子电池得回了市集的广博合怀，已正在电动汽车、手持式电子产物等范围得到 了运用。但跟着锂电池的大界限运用，从事变爆发概率角度来说，对其安详性提出了更高的 请求。于是，斟酌者正在统筹电池职能的同时，对电池安详性实行深刻斟酌，阐述以为，跟着电 池的充放电(氧化还原)历程实行，电极系统内的部门杂质原子会被氧化成离子，而后还原 富集正在特定区域，其副影响紧要显露正在如下三个方面：一是部门金属相杂质颗粒会浸积正在 电极原料或隔阂的表貌，刺穿隔阂，变成内短道诱发烧失控；二是部门杂质会正在电极的表貌 造成少许高活性的催化位点，影响电极表貌的SEI/CEI膜造成，催化加快电解液的认识，使 得电池胀气饱包或者职能快速衰减；三是杂质的阳离子或阴离子进入电解液，变革电解液 的组分和溶剂化组织，扰乱载流子的转移，变成活性锂的耗损，诱发电解液的失效。经此前 大方文件调研，充满证明：离子电池中所用各碳原料的纯度对电池职能的影响极为合头。 [0003] 调研呈现，锂离子电池中的负极常常时采用石墨和硬碳原料，同时负极中也会引 入导电碳黑净化碳、碳纳米管等，正极则往往会引入碳纤维、碳气凝胶、导电碳黑、纳米石墨等原料 以扩展电极的导电性，上述锂离子电池用负极、正/负电极用导电碳增添剂等碳基原料，正在 其造备历程中往往需求履历催化群集或多次高温煅烧的历程，从而会分歧水准正在原料本体 或者空间组织内残留金属单质颗粒、金属氧化物、无机盐、有机物或因碳原料相对高的比表 面和厚实的孔道吸附的气相杂质等，这些杂质若未取得深度净化，陪伴电池的充放电(氧化 还原)历程，杂质也会参加电池的氧化还原经过，部门杂质会蓄积正在电极或隔阂表貌变成短 道，或行为活性催化位点诱发电池副反响，或游离正在电解液中扰乱载流子转移，紧张影响电 池职能。最有挑衅性的是，因碳原料厚实的孔道和插层组织会使得亚纳米级另表杂质颗粒 残留正在碳原料的内部，并且有些是正在碳化历程中造成，这些杂质颗粒与碳严密的联结正在一 起，惯例的酸碱溶液洗濯举措无法有用对相应杂质实行根除净化。 [0004] 目前，碳原料的净化或纯化管束举措较多，概略上分为固液相搀杂屡次洗濯和高 温高压临界萃取两大类。前者的思绪是通过液相介质对碳原料中的杂质实行根除，后者需 要用到高温高压反响釜，耗能较高，存正在安详隐患。这些举措的净化或纯化道理均是使碳材 料中的杂质正在强酸和少量氧化剂或强碱的联合影响下认识/熔化，酿成易溶于液相介质的 离子化合物，而后再实行两相的判袂以得回高纯度碳原料。但对待锂离子电池用碳原料来 说，不只请求纯度较高，正在反响历程中，限于碳原料的强吸附本领或杂质与碳原料的强耦合 本领，上述举措得回的碳原料纯度尚有晋升的空间，且屡次的洗濯或萃取历程，也容易引入 新的杂质；另表，锂离子电池用碳原料对组织和物化个性请求也较高，紧假如电子转移率和 3 3 CN 116425141 A 仿单 2/4页 离子扩散率净化碳，氧化性或者还原性过强的洗濯境况会对碳原料的空间组织和物化个性变成影 响，比如窒碍锂离子脱嵌通道完美电竞、低浸电子导电率、孔道组织坍塌影响电解液浸润等，并且净 化历程中需求用到大方的H O，能耗也高，既不经济、也不环保，故锂离子电池用碳原料的价 2 格本钱往往相对较高。针对上述题目，为了得回锂离子电池用的高纯度碳原料，近年来已有 不少学者正在搜求更为便捷、更为有用的造备举措，但仍未见批量、可衔接净化碳原料的简捷 举措报道完美电竞，越发是或许实行深度净化的更为少见。基于以上思虑，本专利立异性的将酸性或 碱性溶液的认识/熔化本领与水蒸汽的低表貌张力净化碳、高渗入性相联结，提出了通过使用酸性 或碱性水蒸汽固液相判袂蒸馏的举措，该举措或许正在净化的同时不引入新的杂质，也能尽 恐怕的维持碳原料组织和物化个性，确保碳原料正在电池中的运用功用取得阐扬。 发觉实质 [0005] 为治理上述的题目，本发觉提出了通过使用酸性或碱性水蒸汽固液相判袂蒸馏的 举措，宗旨正在于尽恐怕维持碳原料组织和物化个性的根本上对其实行深度净化管束，维持 固液相天然判袂可促使杂质实时从碳原料平判袂，便于原料的后续应用，通过调控酸性或 碱性蒸汽可实行多种杂质选取性净化，加强其正在电池中的运用功用，正在原料加工和电池领 域拥有优越的运用远景。 [0006] 一种锂离子电池用碳原料的深度净化举措，其特质正在于，管束举措的方法如下： [0007] 方法一：将去离子水或醋酸、硝酸、过氧化氢、盐酸、草酸、次氯酸、氢氟酸、氢溴酸、 氢碘酸、亚硫酸、氢硫酸、氨中的一种以上水溶液出席玻璃容器中，并正在玻璃容器中放入磁 力搅拌子； [0008] 方法二：将需求净化的碳原料置于砂芯漏斗中，让砂芯漏斗与玻璃容器衔接，砂芯 漏斗上部衔接蛇形冷凝管，维持冷却水连续供应； [0009] 方法三：将玻璃容器置于加热磁力搅拌器之上，磁力搅拌子维持匀速动弹以防范 爆沸，加热去离子水或水溶液至100～200℃，去离子水或水溶液蒸汽透过砂芯漏斗和碳材 料并造成回流； [0010] 方法四：净化实行5～30分钟后，住手加热让玻璃容器冷却，将玻璃容器中的去离 子水或者水溶液调动为未应用的去离子水或者水溶液，并将玻璃容器再次置于加热磁力搅 拌器之上； [0011] 方法五：反复方法(三)和方法(四)1～100次，待玻璃容器冷却，将碳原料取出置于 线℃线幼时，即可得回深度净化的碳原料； [0012] 所述碳原料为活性炭、碳气凝胶、石墨、硬碳、软碳、碳纳米管、石墨烯、生物质碳、 碳纤维中一种及以上； [0013] 所述水溶液为醋酸、硝酸、过氧化氢、盐酸、草酸、次氯酸、氢氟酸、氢溴酸、氢碘酸、 亚硫酸、氢硫酸、氨中一种及以上水溶液； [0014] 所述砂芯漏斗的欠缺孔径为100～500目； [0015] 所述磁力搅拌子，动弹速率为100～3000转/分钟； [0016] 有益成果与立异点： [0017] (1)本发觉通过使用蒸汽较低的表貌张力，直达碳原料孔道内部，联结酸性/碱性 组分的影响，实行碳原料内部的深度净化，净化之后、含有杂质的溶液系统或许实时的通过 4 4 CN 116425141 A 仿单 3/4页 砂芯漏斗与碳原料判袂，确保了净化反响的可连续实行，确保溶液中的杂质离子/分子与碳 原料的实时判袂，可有用避免因碳原料高的比表貌和厚实的空间孔道组织吸附离子而变成 杂质净化不彻底。 [0018] (2)思虑到碳原料中恐怕有分歧类型的杂质，且受液体表貌张力的影响，古板的酸 或者碱洗濯不行深达碳原料的内部孔道，故无法实行多种杂质原子的根除，该举措可通过 天真安排被加热的去离子水或水溶液，选取性的对杂质原子实行精准根除，避免了不须要 的糟蹋，并且蒸汽渗透孔道本领强，有帮于碳原料的深度净化。 [0019] (3)该举措操作请求简捷、界限化难度低、安详高效、无废排放，绿色环保、经济性 高，既简化了碳原料的净化工艺，也不损害碳原料的空间组织和物化个性，加强了其正在锂离 子电池中的运用功用，正在原料加工和电池范围均有优越的运用远景。 [0020] (4)该举措通过把握水溶液中的酸或碱性组分、反响温度等，还能够同步实行碳材 料的效用化改性。 附图阐述： [0021] 图1锂离子电池用碳原料的深度净打扮备示希图。 [0022] 图中：①为蛇形冷凝管，②为碳原料，③为砂芯漏斗，④为玻璃容器，⑤为去离子水 或水溶液，⑥磁力搅拌子，⑦为磁力加热搅拌器。 [0023] 图2待净化的碳纳米管粉末扫描电子显微镜图像。 [0024] 图中：标尺为1000nm。 [0025] 图3待净化之前的碳纳米管各元素组分。 [0026] 纵坐标为各元素的质料百分数，无单元；横坐标为碳原料元素构成。 [0027] 图4净化之后的碳纳米管各元素组分。 [0028] 纵坐标为各元素的质料百分数，无单元；横坐标为碳原料元素构成。 实在奉行式样 [0029] 为便利领悟本发觉，下面陈列实例对本发觉作进一步注释，所举实例仅为帮帮说 明和领悟本发觉，不应视为对本发觉的本质运用的节造。 [0030] 奉行例1 [0031] 将1摩尔每升的硝酸水溶液出席玻璃容器中，并正在玻璃容器中放入磁力搅拌子，将 待洗濯的10克碳纳米管(纳米管扫描电子图像详见图2)置于300宗旨砂芯漏斗中，让砂芯漏 斗与玻璃容器衔接，砂芯漏斗上部衔接蛇形冷凝管，维持冷却水连续供应；将玻璃容器置于 加热磁力搅拌器之上，磁力搅拌子维持500转/分钟的匀速动弹以防范爆沸，加热硝酸水溶 液至150℃，硝酸水溶液蒸汽透过砂芯漏斗和碳纳米管并造成回流；净化实行20分钟后，停 止加热让玻璃容器冷却，将玻璃容器中的硝酸水溶液调动为未应用的去离子水，加热至150 ℃不断对碳纳米管实行洗濯净化；反复上述方法3次，待玻璃容器冷却，将碳纳米管粉末取 出置于线℃线幼时，即可得回深度净化后的碳纳米管。 [0032] 使用能谱仪(EDX)阐述深度净化前后的组分，如图3(净化前)和图4(净化后)所示， 净化后碳纳米管中的铁和镍杂质已基础去除。 [0033] 奉行例2 5 5 CN 116425141 A 仿单 4/4页 [0034] 将1摩尔每升的硝酸水溶液出席玻璃容器中，并正在玻璃容器中放入磁力搅拌子，将 待洗濯的10克石墨烯置于300宗旨砂芯漏斗中，让砂芯漏斗与玻璃容器衔接，砂芯漏斗上部 衔接蛇形冷凝管，维持冷却水连续供应；将玻璃容器至于加热磁力搅拌器之上，磁力搅拌子 维持500转/分钟的匀速动弹以防范爆沸，加热硝酸水溶液至150℃，硝酸水溶液蒸汽透过砂 芯漏斗和碳纳米管并造成回流；净化实行20分钟后，住手加热让玻璃容器冷却，将玻璃容器 中的硝酸水溶液调动为未应用的去离子水，加热至150℃不断对石墨烯实行洗濯净化；反复 上述方法3次，待玻璃容器冷却，将碳纳米管粉末取出置于线℃线幼 时，即可得回深度净化后的石墨烯。 [0035] 使用能谱仪(EDX)阐述深度净化前后的组分，净化后石墨烯中碳的纯度取得晋升， 杂质基础被根除。 [0036] 奉行例3 [0037] 将1摩尔每升的硝酸水溶液出席玻璃容器中，并正在玻璃容器中放入磁力搅拌子，将 待洗濯的10克活性炭粉末置于300宗旨砂芯漏斗中，让砂芯漏斗与玻璃容器衔接，砂芯漏斗 上部衔接蛇形冷凝管，维持冷却水连续供应；将玻璃容器至于加热磁力搅拌器之上，磁力搅 拌子维持500转/分钟的匀速动弹以防范爆沸，加热硝酸水溶液至180℃，硝酸水溶液蒸汽透 过砂芯漏斗和活性炭粉末并造成回流；净化实行20分钟后，住手加热让玻璃容器冷却，将玻 璃容器中的硝酸水溶液调动为未应用的1摩尔每升氨水，加热至180℃不断对石墨烯实行清 洗净化；反复上述方法5次，终末一次采用去离子水实行净化，待玻璃容器冷却完美电竞，将活性炭粉 末取出置于线℃线幼时，即可得回深度净化后的活性炭。 [0038] 使用能谱仪(EDX)阐述深度净化前后的组分，净化后活性炭中碳的纯度取得晋升， 杂质基础被根除。 [0039] 经由上述奉行案例阐述，使用酸性或碱性水蒸汽固液相判袂蒸馏的举措正在碳原料 深度净化的恶果和纯度方面得回了明显晋升，远高于古板的置于溶液中搀杂洗濯的举措， 将正在原料加工和电池范围拥有优越的推论应用远景。 [0040] 以上所述，仅为本发觉较佳的实在奉行式样，但本发觉的回护限造并不限造于此， 任何熟习本技能范围的技能职员正在本发觉揭示的技能限造内，可简单思到的转化或替代， 都应涵盖正在本发觉的回护限造内。于是，本发觉的回护限造该当以权力请求书的回护限造 为准。 6 6 CN 116425141 A 仿单附图 1/2页 图1 图2 7 7 CN 116425141 A 仿单附图 2/2页 图3 图4 8 8

　　2、成为VIP后，下载本文档将扣除1次下载权力。下载后，不扶帮退款、换文档。如有疑难加。

　　3、成为VIP后，您将具有八大权力，权力包含：VIP文档下载权力、阅读免打搅、文档款式转换、高级专利检索、专属身份象征、高级客服、多端互通、版权挂号。

　　4、VIP文档为互帮方或网友上传，每下载1次， 网站将遵照用户上传文档的质料评分、类型等，对文档功绩者赐与高额补贴、流量扶帮。倘使你也思功绩VIP文档。上传文档

　　新版抖音FACTOR低级趣味电商本领全域趣味电商策划认证题库商家本领认证-2023年11月.docx

　　原创力文档创修于2008年，本站为文档C2C贸易形式，即用户上传的文档直接分享给其他用户（可下载、阅读），本站只是中央任事平台，本站扫数文档下载所得的收益归上传人扫数。原创力文档是收集任事平台方，若您的权力被损害，请发链接和合系诉求至 电线) ，上传者一种锂离子电池用完美电竞碳资料的深度净化手腕pdf