[發明專利]氮和氧共摻雜多孔碳材料、制備方法及其應用在審
| 申請號： | 201910308077.8 | 申請日： | 2019-04-17 |
| 公開（公告）號： | CN110002424A | 公開（公告）日： | 2019-07-12 |
| 發明（設計）人： | 鄭方才;魏凌志 | 申請（專利權）人： | 安徽大學 |
| 主分類號： | C01B32/05 | 分類號： | C01B32/05;H01M4/1393;H01M4/587;H01M10/0525 |
| 代理公司： | 合肥市浩智運專利代理事務所(普通合伙) 34124 | 代理人： | 王亞洲 |
| 地址： | 230000 *** | 國省代碼： | 安徽;34 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 多孔碳材料 共摻雜 制備 黑色材料 前驅物 碳材料 鋰離子電池負極材料 氮氣 回流處理 甲基咪唑 水熱氧化 原子摻雜 常溫下 雙摻雜 硝酸鈷 硝酸 煅燒 應用 | ||
1.一種氮和氧共摻雜多孔碳材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
(1)將ZIF-67在保護性氣氛中，進行碳化處理；
(2)將步驟(1)碳化處理的產物分散至離子水中，得到分散體系；
(3)在步驟(2)的分散體系中加入H2O2，得到溶液體系；
(4)將步驟(3)的溶液體系于溫度為170～190℃的條件下，反應；
(5)將步驟(4)中的產物進行洗滌、干燥；
(6)將步驟(5)干燥后的樣品置于硝酸水溶液里回流，洗滌后，得到產物。
2.根據權利要求1所述的氮和氧共摻雜多孔碳材料的制備方法，其特征在于，所述保護性氣氛為氮氣氣氛，初始溫度為50℃、以升溫速率為10℃/min升溫至600℃，并于600℃碳化2h。
3.根據權利要求2所述的氮和氧共摻雜多孔碳材料的制備方法，其特征在于，所述所述步驟(2)中的碳化處理的產物與去離子水的質量比為5:6。
4.根據權利要求1所述的氮和氧共摻雜多孔碳材料的制備方法，其特征在于，所述步驟(3)中分散體系與H2O2的質量比為55:2.2。
5.根據權利要求1所述的氮和氧共摻雜多孔碳材料的制備方法，其特征在于，所述步驟(4)中的溫度為180℃、反應時間為24h。
6.一種采用如權利要求1-5任一項所述的制備方法制備的氮和氧共摻雜多孔碳材料，其特征在于，所述氮和氧共摻雜多孔碳材料包括多面體的納米粒子，具有多孔結構。
7.根據權利要求6所述的氮和氧共摻雜多孔碳材料，其特征在于，所述氮和氧共摻雜多孔碳材料其比表面積為373m2/g，平均孔徑為14.4nm；所述納米粒子的粒徑在500nm～1000nm。
8.一種采用如權利要求1-5任一項所述的制備方法制備的氮和氧共摻雜多孔碳材料作為鋰離子電池負極材料的應用。
9.一種基于如權利要求1-5任一項所述的制備方法制備的氮和氧共摻雜多孔碳材料的負極材料，其特征在于，包括以下步驟制備：
(1)將氮和氧共摻雜多孔碳材料與乙炔黑、偏氟乙烯共混，制成泥漿狀物質；
(2)將步驟(1)中的泥漿狀物質涂覆在銅箔上，干燥后，制得電極片。
10.一種基于如權利要求1-5任一項所述的制備方法制備的氮和氧共摻雜多孔碳材料的測試電池的制備方法，其特征在于，包括以下步驟制備：
(1)將氮和氧共摻雜多孔碳材料與乙炔黑、偏氟乙烯共混，制成泥漿狀物質；
(2)將步驟(1)中的泥漿狀物質涂覆在銅箔上，干燥后，制得電極片；
(3)將步驟(2)中的制得電極片為正極，以金屬鋰片為負極，以包括碳酸亞乙酯和碳酸二乙酯按質量比1:1混合構成的、含濃度為1mol/L的六氟磷酸鋰的混合溶液為電解液，以聚丙烯薄膜為隔膜，在保護性氣氛中，組裝成紐扣半電池。
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