碳(tan)材料(liao)制備(bei)及(ji)凍(dong)幹(gan)工藝(yi)

親(qin)鋰元素(su)負(fu)載三(san)維(wei)碳(tan)材料(liao)的凍(dong)幹(gan)制備(bei)是壹(yi)種(zhong)常(chang)見(jian)的材料(liao)合成(cheng)方法(fa)，尤其適(shi)用(yong)於鋰(li)金屬負(fu)極(ji)、鋰硫(liu)電池(chi)或(huo)鋰離子電池(chi)電(dian)極(ji)材料(liao)的開(kai)發。該方法(fa)通過冷(leng)凍(dong)幹(gan)燥(zao)（凍(dong)幹(gan)）技術將(jiang)親(qin)鋰(li)元素(su)均勻(yun)分散在(zai)三(san)維(wei)多(duo)孔(kong)碳骨架(jia)中，形(xing)成(cheng)具有(you)高(gao)比(bi)表(biao)面(mian)積和(he)優(you)異導電(dian)性(xing)的復合(he)材料(liao)。碳材料(liao)凍(dong)幹(gan)機，凍(dong)幹(gan)有(you)效(xiao)面(mian)積5平(ping)-50平(ping)，可選用(yong)碳材料(liao)專用(yong)凍(dong)幹(gan)機，其特點(dian)設(she)備(bei)整機性(xing)能很(hen)穩定，可(ke)連(lian)續(xu)進(jin)行(xing)碳材料(liao)的凍(dong)幹(gan)生產，設(she)備(bei)性(xing)價比(bi)好，帶(dai)有(you)手(shou)機遠(yuan)程控制(zhi)系統(tong)，帶(dai)有(you)碳(tan)材料(liao)凍(dong)幹(gan)工藝(yi)優(you)化(hua)及(ji)凍(dong)幹(gan)放大(da)生產等。以下(xia)是壹(yi)些(xie)事項(xiang)：

1. 制(zhi)備流程

(1)溶(rong)液(ye)制(zhi)備(bei)

碳(tan)源(yuan)選(xuan)擇(ze)：常(chang)用(yong)氧化(hua)石(shi)墨(mo)烯(xi)、碳納米(mi)管(guan)、生物(wu)質(zhi)衍生物(wu)或(huo)有(you)機(ji)聚(ju)合(he)物(wu)。

親(qin)鋰元素(su)引(yin)入：

鹽溶(rong)液(ye)法(fa)：將(jiang)親鋰金屬鹽溶(rong)解(jie)於水中，與碳(tan)源(yuan)混(hun)合(he)。

納米(mi)顆粒分散法(fa)：預(yu)先合成(cheng)的親鋰(li)納米(mi)顆粒與碳(tan)材料(liao)超聲(sheng)分散。

添加劑(ji)：可(ke)加入造孔(kong)劑或(huo)結構(gou)導向(xiang)劑(ji)調(tiao)控孔(kong)結構(gou)。

(2) 冷(leng)凍(dong)成(cheng)型：快(kuai)速冷(leng)凍(dong)：將(jiang)混合溶(rong)液(ye)快(kuai)速倒入液氮(dan)或(huo)-80°C低(di)溫(wen)環境(jing)中，形(xing)成(cheng)冰(bing)晶(jing)模(mo)板，防止(zhi)相分離。

定(ding)向(xiang)冷(leng)凍(dong)（可(ke)選）：通過控制(zhi)溫(wen)度(du)梯度(du)（如(ru)冷(leng)指法(fa)）獲得定(ding)向(xiang)孔(kong)道結構(gou)。

(3) 冷(leng)凍(dong)幹(gan)燥(zao)：預(yu)凍(dong)：保持(chi)樣(yang)品(pin)在-50°C以下(xia)，確保凍(dong)結。真(zhen)空(kong)升(sheng)華：在凍(dong)幹(gan)機中（真空度(du)<0.1 mBar，-50°C至(zhi)25°C梯度(du)升(sheng)溫(wen)），冰晶(jing)直(zhi)接升(sheng)華，留下(xia)多(duo)孔(kong)結構(gou)。