[發明專利]二維多孔氮摻雜碳及其制備方法和在鋰離子電池中的應用

在審

• 申請號: 202010113139.2
• 申請日: 2020-02-24
• 公開（公告）號: CN111362249A
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發明（設計）人: 王佳宏;楊環環;喻學鋒;喻彬璐
• 申請（專利權）人: 中國科學院深圳先進技術研究院
• 主分類號: C01B32/05
• 分類號: C01B32/05;H01M4/583;H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 北京市誠輝律師事務所 11430
• 代理人: 范盈

1.一種二維多孔氮摻雜碳的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：將碳源、氮源和熔鹽按照一定比例混合均勻，于惰性氣氛中高溫煅燒，得到二維多孔氮摻雜碳。

2.根據權利要求1所述的二維多孔氮摻雜碳的制備方法，其特征在于，所述碳源、氮源和熔鹽混合物的制備方法，包括以下步驟：

在手套箱中稱量碳源、氮源和熔鹽，在研缽中充分研磨使原料混合均勻。

3.根據權利要求1所述的二維多孔氮摻雜碳的制備方法，其特征在于，將煅燒后的產物進行清洗和干燥，熔鹽進行回收，得到二維多孔氮摻雜碳；

優選地，所述清洗時采用超純水洗滌，第一次離心后將上層清液蒸發回收熔鹽，底部沉淀用質量分數為10-20％的稀鹽酸浸泡而后采用超純水和無水乙醇洗滌或者直接多次用超純水和無水乙醇洗滌；

優選地，所述干燥溫度為60-100℃，所述干燥時間為8-12h。

4.根據權利要求1-3任一所述的二維多孔氮摻雜碳的制備方法，其特征在于，所述碳源、氮源和熔鹽的質量比為1：0.5-4：3-30，優選為1：0.5-2：3-10。

5.根據權利要求1-3任一所述的二維多孔氮摻雜碳的制備方法，其特征在于，所述碳源為葡萄糖、果糖、蔗糖、木質素、纖維素中的一種；

所述氮源為三聚氰胺、尿素、雙氰胺中的一種；

所述熔鹽為堿金屬陽離子與鹵化物陰離子組成的鹽中的一種或多種；

優選地，所述熔鹽為溴化鋰、氯化鋅、溴化鉀、氯化鈷、氯化鐵、氯化鈉、氯化鎳中的一種或多種。

6.根據權利要求1-3任一所述的二維多孔氮摻雜碳的制備方法，其特征在于，所述煅燒溫度為500–1000℃，所述煅燒時間為0.5–5h；

優選地，所述煅燒時的升溫速度為0.5-10℃/min。

7.一種二維多孔氮摻雜碳，其特征在于，采用權利要求1-6任意一項所述的二維多孔氮摻雜碳的制備方法制得。

8.根據權利要求7所述的二維多孔氮摻雜碳，其特征在于，所述二維多孔氮摻雜碳的厚度為60-500nm，優選為100-200nm；

所述二維多孔氮摻雜碳的含氮量為7-18％，優選為13％。

9.權利要求7或8所述的二維多孔氮摻雜碳在鋰離子電池中的應用。

10.一種鋰離子電池，其特征在于，包含采用權利要求7或8所述的二維多孔氮摻雜碳制備的鋰離子電池電極；

所述鋰離子電池電極由權利要求7或8所述的二維多孔氮摻雜碳與導電劑、粘結劑、溶劑混合均勻制得；

優選地，所述導電劑選自乙炔黑；

優選地，所述粘接劑選自聚偏氟乙烯；

優選地，所述溶劑選自N-甲基吡咯烷酮。