1.可发性生物质涂层改性硬碳负极材料的方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)称取生物丁醇木质素、酚化合物、醛化合物、预烧结煤炭和催化剂,各原料的称量比例如下:所述生物丁醇木质素重量与生物丁醇木质素和酚化合物总重量的百分比为5%~35%;
所述醛化合物的摩尔数与生物丁醇木质素和酚化合物的羟基的总摩尔数的百分比为
95%~150%;
所述生物丁醇木质素重量与预烧结煤炭重量的百分比为15%~150%;
所述催化剂重量与生物丁醇木质素、酚化合物和醛化合物总重量的百分比为1%~10%;
所述醛化合物为单种醛化合物或两种醛化合物;
2)所述预烧结煤炭是将预先除去金属离子和硅离子的煤炭粉置于氮气气氛下,经过高温烧结得到的煤炭;
3)制备预烧结煤炭与可发性生物质酚醛的混合物或复合物
①预烧结煤炭与可发性生物质酚醛的混合物是预烧结煤炭与可发性生物质酚醛的机械混合物;所述的可发性生物质酚醛的制备步骤是:在反应釜中通入氮气,加入酚化合物,开动搅拌器,加热至酚化合物融化;加入生物丁醇木质素,加热至120~160℃,保温1~5h;
加入称量的35%~42%重量的单种醛化合物或者两种醛化合物中全部的相对高沸点的醛化合物;加入酚化合物重量0.05%~5%的柔性剂;加入称量的40%重量的催化剂,在100~120℃反应2~20h,使生物丁醇木质素液化反应完全,得到可发性生物质酚醛;
②预烧结煤炭与可发性生物质酚醛的复合物的制备步骤是:在反应釜中通入氮气,加入酚化合物,开动搅拌器,加热至酚化合物融化;加入生物丁醇木质素和预烧结煤炭,加热至120~160℃,保温1~5h;加入称量的35%~42%重量的单种醛化合物或者两种醛化合物中全部的相对高沸点的醛化合物;加入酚化合物重量0.05%~5%的柔性剂;加入称量的40%重量的催化剂,在100~120℃反应2~20h,使生物丁醇木质素液化反应完全,得到预烧结煤炭与可发性生物质酚醛的复合物;
4)制备改性硬碳负极材料
在反应釜中通入氮气,将预烧结煤炭与可发性生物质酚醛的混合物或者复合物搅拌均匀,在84~94℃条件下加热,加入称量的20%~40%重量的单种醛化合物或者两种醛化合物中50%~70%重量的相对低沸点的醛化合物;加入称量的15%~35%重量的催化剂,保持温度加热反应1~4h;降温至80~91℃,加入称量的余下的单种醛化合物或者加入称量的两种醛化合物中余下的相对低沸点的醛化合物,加入称量的余下的催化剂,保持温度加热反应1~
4h,制得反应前驱物;于氮气气氛中,将反应前驱物高温烧结,制得可发性生物质涂层改性的硬碳负极材料。
2.根据权利要求1所述的可发性生物质涂层改性硬碳负极材料的方法,其特征在于,所述的酚化合物是苯酚、邻甲基苯酚、间甲基苯酚、对甲基苯酚、邻苯二酚、间苯二酚、对苯二酚、对乙基苯酚、间乙基苯酚或对丁基苯酚。
3.根据权利要求1所述的可发性生物质涂层改性硬碳负极材料的方法,其特征在于,所述的单种醛化合物是甲醛、乙醛、糠醛、丙醛、乙二醛、戊二醛或者多聚甲醛;所述的两种醛化合物是任意重量比的甲醛、乙醛、糠醛、丙醛、乙二醛、戊二醛或者多聚甲醛中两种未混合的醛化合物。
4.根据权利要求1所述的可发性生物质涂层改性硬碳负极材料的方法,其特征在于,所述的催化剂是盐酸、硫酸、氢氧化钠、氨水或者氧化镁。
5.根据权利要求1所述的可发性生物质涂层改性硬碳负极材料的方法,其特征在于,所述的柔性剂是热塑性树脂、乙二醇、磷苯二甲酸二辛酯或磷酸三甲苯酯,所述的热塑性树脂是聚酰胺、聚乙二醇、聚乙烯醇或聚醚。
6.根据权利要求1所述的可发性生物质涂层改性硬碳负极材料的方法,其特征在于,所述的预烧结煤炭的制备步骤是:在氮气气氛下,将除杂煤炭按照15℃/min~40℃/min的加热速率加热至700~1000℃温度区间的任一温度,保温烧结2~10h,冷却至室温,制得预烧结煤炭。
7.根据权利要求6所述的可发性生物质涂层改性硬碳负极材料的方法,其特征在于,所述的除杂煤炭是除去铁、硅、铝杂离子的煤炭粉。
8.根据权利要求1所述的可发性生物质涂层改性硬碳负极材料的方法,其特征在于,所述的反应前驱物高温烧结的步骤如下:将反应前驱物烘干水分,转移到高温氮气炉中,在氮气气氛中,按照3℃/min~30℃/min范围的加热速率加热至1100~1700℃,保温2~10h;冷却至室温,制得可发性生物质涂层改性的硬碳负极材料。
9.一种根据权利要求1 8任一项所述的方法得到的可发性生物质涂层改性硬碳负极材~料。