CN118448630B 一種硬碳材料及其制備方法、應(yīng)用和電池 （上海交通大學(xué)）

所述PVC的質(zhì)量比為2％_25將所述干凝膠經(jīng)研磨、洗滌和干燥得到PVC脫鹵前驅(qū)體；將所述述碳化的溫度為700_1200℃,所述碳化的時(shí)間為23.如權(quán)利要求1所述的硬碳材料的制備方法，度為700_900℃;3(8)所述硬碳材料在電流密度為50mAg_1時(shí)的4論氯含量高達(dá)其總質(zhì)量的56.8％。PVC燃燒和熱解時(shí)候會(huì)產(chǎn)生致癌有機(jī)物如二噁英和呋喃[0003]目前處理PVC廢料的技術(shù)并不能實(shí)現(xiàn)PVC塑料生產(chǎn)制造的減緩、PVC廢料處理率的[0004]全世界范圍內(nèi)對(duì)化石燃料資源燃燒與短缺造成的能源和環(huán)境問(wèn)題的擔(dān)憂與日俱5[0006]本發(fā)明所解決的技術(shù)問(wèn)題在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的熱塑性聚氯乙烯在制備硬學(xué)氣相沉積相結(jié)合的方法，將聚氯乙烯廢料升級(jí)利用為具有狹縫/微孔填充結(jié)構(gòu)的高導(dǎo)電[0010](1)將含有PVC和芳香族化合物的溶液在加熱條件下進(jìn)行混合，直至溶劑完全蒸至少有兩個(gè)或以上苯環(huán)的碳?xì)浠衔?，包括非稠環(huán)芳烴(例如聯(lián)苯)和/或稠環(huán)芳烴(例如芳香烴中的鹵原子個(gè)數(shù)至少為1。所述鹵代芳香烴可為側(cè)鏈鹵代芳烴和/或芳環(huán)鹵代芳烴。6[0021]步驟(1)中，所述含有PVC和芳香族化合物的溶液的制備方法較佳地包括下述過(guò)液在60_90℃下攪拌1_3h，得到溶膠，再將[0036]本發(fā)明中，所述硬碳材料的比表面積可為1_5m2/g，例如1.15m2/g、1.2m2/g或[0039]本發(fā)明中，所述硬碳材料在電流密度為50mAg_1時(shí)的可逆比容量較佳地為355_7[0041]本發(fā)明中，所述硬碳材料在電流密度為0.5Ag_1時(shí)的可逆比容量較佳地為440_[0043]本發(fā)明中，所述硬碳材料在電流密度為1.5Ag_1時(shí)的可逆比容量較佳地為120_[0051](1)本發(fā)明制備的硬碳材料具有較高的原子經(jīng)濟(jì)性和電子傳導(dǎo)性高，在制備電池[0054](4)本發(fā)明通過(guò)芳香族化合物的引入對(duì)聚氯乙烯基衍生硬碳進(jìn)行結(jié)構(gòu)調(diào)控，促進(jìn)8明溶膠置于150℃的磁力加熱攪拌臺(tái)上不斷攪拌，直至溶劑完全蒸干，得到深灰色的干凝9[0083]圖1為實(shí)施例1所制備的硬碳材料的高分辨率透射電鏡圖(HRTEM)；圖2為對(duì)比例1交聯(lián)扭折的碳層堆疊引入了微孔結(jié)構(gòu)和更多狹縫孔，微孔不僅提供了更多的孔隙嵌入位明了硬碳材料中的碳層結(jié)構(gòu)結(jié)晶度較低，屬于無(wú)序碳的特征峰。隨著氯苯添加劑的增加，[0090]將實(shí)施例和對(duì)比例1所制備的硬碳材料按照本領(lǐng)域常規(guī)操作進(jìn)行拉曼、氮?dú)馕?和實(shí)施例1，不同苯環(huán)添加量對(duì)硬碳材料的無(wú)序程度有明顯調(diào)控作用。此外，實(shí)施例4在布的顯著減小是由苯環(huán)分子通過(guò)其電子云密度與碳平面的π軌道之間的范德華力吸附在內(nèi)充納米域過(guò)多，實(shí)施例4的孔徑減小到0.96nm以下(碳酸鹽基電解質(zhì)中Li+的斯托克斯半徑Cl伸縮振動(dòng)峰，1180～1350cm_1附近的H_CCl形變振動(dòng)峰，1433cm_1附近的_CH2的形變振動(dòng)峰，以及在～2906cm_1和2967cm_1附近比例1分子鏈中的氯已全部去除，存在共軛碳碳雙鍵。隨著苯結(jié)構(gòu)的引入，實(shí)施例1在~與苯結(jié)構(gòu)的電子結(jié)構(gòu)之間的相互作用引起的電子重排，更有利于在碳化過(guò)程中保留sp2_C[0102]通過(guò)將PVC衍生高導(dǎo)電碳系列樣品制備成紐扣電池研究其電化學(xué)性能。分別稱量400mg實(shí)施例1_8和對(duì)比例1所制備的硬碳材料用作活性電極材料，50mg導(dǎo)電碳黑SuperP，[0103]樣品的電化學(xué)測(cè)試是通過(guò)在氬氣填充手套箱中組裝CR_2016型紐扣電池測(cè)試進(jìn)行放電測(cè)試由LANDCT2001A電池測(cè)試儀在0.001_3.0V的電位[0104]將硬碳材料制作成電極，在半電池中測(cè)試了其儲(chǔ)鋰性能，表5顯