Способ получения углеродного материала

КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН(57) Изобретение относится к области получения углерода для использования в качестве материала для анода литий - ионных аккумуляторных батарей. Техническим эффектом поставленной задачи является высокая стабильность анода, выполненного из полученного углеродного материала, которая характеризуется количеством циклов разряд - заряд. Способ получения углеродного материала включает пиролиз исходного сырья - скорлупы абрикосовых косточек в токе инертного газа при температуре 700800, техническим эффектом которого является высокая стабильность анода, выполненного из полученного углеродного материала, которая характеризуется количеством циклов разряд - заряд 240-250.(72) Мансуров Зулхаир Аймухаметович Бийсенбаев Махмут Ахметжанович Емуранов Михаил Михайлович Бакенов Жумабай Бекболатович(73) Товарищество с ограниченной ответственностью НПТЦ Жалын(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ УГЛЕРОДНОГО МАТЕРИАЛА 19457 Изобретение относится к области получения углерода для использования в качестве материала для анода литий - ионных аккумуляторных батарей. Известен способ получения углеродного материала, включающий термообработку исходного сырья из полиоксадиазольного волокнистого материала в виде технических нитей, тканей, нетканых материалов в инертной среде при повышении температуры до 800-3000, при этом термообработку проводят при скорости подъема температуры от 13 до 52/мин. (, Патент 2236490, кл. 01 9/24,опубл. 20.09.04) Недостатком известного способа является использование дорогого исходного сырья и сложность способа - лимитирование скорости подъема температуры. Наиболее близким техническим решением к заявляемому является способ получения углеродного материала, включающий пиролиз оксида графита в токе газообразного водорода при температуре 925 950. Анод для литий - ионных аккумуляторных батарей, выполненный из полученного углеродного материала, обладает стабильностью 5 циклов. ( .,. /-1 14 -//-. 1998.-1, 5. -. 204-206.) Недостатком известного технического решения является использование дорогостоящее синтетического материала в качестве исходного сырья и невысокая стабильность анода, выполненного из углеродного материала, полученного известным способом. Задачей заявляемого технического решения является разработка способа получения углеродного материала с использованием доступного дешевого сырья. Техническим эффектом поставленной задачи является высокая стабильность анода, выполненного из полученного углеродного материала, которая характеризуется количеством циклов разряд - заряд. Задача решается тем, что способ получения углеродного материала включает пиролиз исходного сырья - скорлупы абрикосовых косточек в токе инертного газа при температуре 700-800. Существенным отличием заявляемого способа получения углеродного материала является то, что в качестве исходного материала используют скорлупу абрикосовых косточек, а пиролиз проводят при температуре 700 - 800 в токе инертного газа. Выбор исходного сырья, используемого в заявляемом способе обоснован тем, что утилизируя отходы сельского хозяйства - скорлупу абрикосовых косточек, можно решить поставленную задачу - получение углеродного материала с использованием доступного дешевого сырья, в отличие от известного способа, в котором исходным сырьем служит дорогостоящий синтетический материал - оксид графита. Кроме того, использование скорлупы абрикосовых косточек в качестве исходного сырья, позволяет 2 достичь желаемого технического эффекта. Скорлупа абрикосовых косточек представляет собой пористую структуру сложного комплекса органических веществ, которые в процессе пиролиза в токе инертного газа, превращаются в углерод, наследующий структуру исходного материала. Экспериментально установлено, что при низкотемпературном пиролизе(ниже 800) скорлупы абрикосовых косточек, содержащиеся в ней органические вещества распадаются на чистый углерод и полициклические ароматические вещества (ПЦАУ), которые находятся в порах продукта пиролиза и при интеркаляции ионов лития ведут себя подобно графиту. В литий - ионных аккумуляторных батареях процесс разряд - заряд,характеризующий стабильность анода, определяется интеркаляцией ионов лития в анод, вызывая изменение его объема и, следовательно, разрушение. В углеродном материале, полученном заявляемым способом, интеркаляция ионов лития в анод происходит в ПЦАУ, изменяя объем заполнения пор углеродного материла, но не самого анода, в отличие от углеродного материала, полученного известным способом, состоящим из углерода. Таким образам, углеродный материал, полученный заявляемым способом и используемый при изготовлении анода, позволяет повысить его стабильность до 250 циклов разряд - заряд. Температура пиролиза 700-800 скорлупы абрикосовых косточек в инертном газе позволяет получить углеродный материал, состоящий из чистого углерода и ПЦАУ, тем самым достичь требуемого технического эффекта. При температуре пиролиза ниже 700 исходное сырье не переходит полностью в углеродный материал, при температуре выше 800 происходит разрушение ПЦАУ, что не позволяет достичь требуемого технического эффекта. Способ получения углеродного материала осуществляют следующим образом. Скорлупу абрикосовых косточек помещают в реактор, включают его и пропускают инертный газ. При достижении в реакторе температуры 700-800, реактор выключают. После остывания реактора, из него извлекают углеродный материал, который предлагают для использования в качестве материала для анода литий - ионных аккумуляторных батарей. Анод, выполненный из полученного углеродного материала, обладает стабильностью 240-250 циклов. Способ получения углеродного материала осуществляют следующим образом. Скорлупу абрикосовых косточек помещают возвращающийся реактор объемом 104 см 3 и помещают в печь. Печь включают и пропускают инертный газ в реактор со скоростью 50 см 3/мин. При достижении температуры в печи 800, рост температуры останавливают и выдерживают 1 час. После чего, печь охлаждают до комнатной температуры, а затем извлекают из реактора полученный углеродный материал, который предлагают для использования в качестве материала для анода литий - ионных аккумуляторных батарей. 19457 Анод, выполненный из полученного углеродного материала, обладает стабильностью 250 циклов. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ получения углеродного материала, включающий пиролиз исходного сырья в токе газа,отличающийся тем, что исходным сырьм является скорлупа абрикосовых косточек, а пиролиз проводят при температуре 700-800 в токе инертного газа.