[發明專利]一種三維碳負極材料的制備方法及應用

有效

• 申請號: 201610035653.2
• 申請日: 2016-01-19
• 公開（公告）號: CN105695953B
• 公開（公告）日: 2018-06-12
• 發明（設計）人: 郭玉國;葉歡;殷雅俠
• 申請（專利權）人: 中國科學院化學研究所
• 主分類號: C23C16/26
• 分類號: C23C16/26;H01M4/587;H01M10/0525;H01M10/054;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 北京知元同創知識產權代理事務所(普通合伙) 11535
• 代理人: 劉元霞;牛艷玲

1.一種三維碳材料的制備方法，其特征在于：所述方法具體步驟如下：

（1）將商品三維模板洗凈，烘干，并于一定溫度，還原氣氛下退火除去三維模板表面的氧化層；

（2）將步驟（1）得到的三維模板置于CVD管式爐中，通入含碳載氣，在一定沉積速度下，使其在三維模板上裂解沉積碳，沉積的碳質量為1-30 mg/cm²，得到碳納米球修飾的三維碳材料；

步驟（1）所述的退火條件為：溫度為800-1000℃，升溫速度為2-20℃/min，燒結時間為10-120 min；

步驟（2）中所述含碳載氣為乙炔；

步驟（2）所述的沉積速度為280-380sccm，且所述沉積的沉積溫度為820-950℃，升溫速度為2-20℃/min，沉積時間為5-15min，沉積的厚度為8-20mg/cm^-2。

2.根據權利要求1所述的一種三維碳材料的制備方法，其特征在于：步驟（1）中所述三維模板選自下述至少一種：泡沫鎳、泡沫銅、泡沫鋁、泡沫鈦；步驟（1）中所述還原氣氛為選自H₂或CO的還原氣體與惰性氣體的混合氣體，其中還原性氣體所占體積比為2-50%。

3.根據權利要求1所述的一種三維碳材料的制備方法，其特征在于：制備的碳納米球直徑為1000-2000nm。

4.根據權利要求1所述的一種三維碳材料的制備方法，其中所述碳納米球由石墨片卷曲成類洋蔥結構。

5.權利要求1-4中任一所述方法制備得到的三維碳材料。

6.權利要求5所述的三維碳材料作為二次電池負極材料的應用，所述二次電池為鋰離子電池或鈉離子電池。

7.根據權利要求6所述的三維碳材料作為二次電池負極材料的應用，所述二次電池為鈉離子電池。