三维碳材料及其制备方法、金属锂复合电极及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种三维碳材料的制备方法，包括：S1)将海绵浸入可溶性催化剂前驱体水溶液中，烘干后，得到浸泡后的海绵；所述可溶性催化剂为铁系元素的盐类化合物；S2)将所述浸泡后的海绵在保护气氛中加热并保温，得到三维碳材料。与现有技术相比，本发明专利技术以海绵为固体碳源，通过前期吸附催化剂前驱体，之后在保护气氛中实现海绵的热解和碳化、催化剂原位生成、碳纳米管生长的同步进行，制备了碳纳米管缠绕在碳化海绵骨架上的三维碳材料，方法简单，无需后期处理，且三维碳材料保持了海绵的弹性和三维骨架结构，具有一定的导电性，同时也具有较大的比表面积及丰富的空隙结构，沉积金属锂后能够达到高电流密度和高面容量，且没有枝晶的形成。

【技术实现步骤摘要】
三维碳材料及其制备方法、金属锂复合电极及其制备方法
本专利技术属于纳米材料
，尤其涉及一种三维碳材料及其制备方法、金属锂复合电极及其制备方法。
技术介绍
碳纳米管是具有独特管状结构的一维碳纳米材料。与传统的碳材料相比，碳纳米管具有优异的力学、电学等性能，在储能方面有着广泛的应用前景。有很多学者对固态碳源制备碳纳米管进行了研究，如公开号为CN107032326A的中国专利公开了一种采用固相催化制备螺旋状碳纳米管的方法，该方法以尿素或者三聚氰胺粉体为固态碳源，在保护气的氛围下制备了碳纳米管，但该方法得到的材料为粉体；海绵是一种三维网络骨架结构的固体材料，含有一定尺寸的孔径分布，由木纤维素纤维或发泡塑料聚合物制成，能够被碳化，且保持原始的海绵骨架结构，公开号为CN105217603A的中国专利公开了一种碳纳米管泡沫材料的制备方法，该方法采用化学气相沉积法，在高分子海绵、三聚氰胺海绵或聚氨酯海绵表面生长了碳纳米管，但该方法需要通入甲烷、乙烯、乙炔等气态碳源。锂金属由于其高理论容量(3860mA·h/g)，低电化学电势(-3.04V)，低密度(0.534g/cm3)等特点而愈发在锂二次电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三维碳材料的制备方法，其特征在于，包括：S1)将海绵浸入可溶性催化剂前驱体水溶液中，烘干后，得到浸泡后的海绵；所述可溶性催化剂为铁系元素的盐类化合物；S2)将所述浸泡后的海绵在保护气氛中加热并保温，得到三维碳材料。

【技术特征摘要】
1.一种三维碳材料的制备方法，其特征在于，包括：S1)将海绵浸入可溶性催化剂前驱体水溶液中，烘干后，得到浸泡后的海绵；所述可溶性催化剂为铁系元素的盐类化合物；S2)将所述浸泡后的海绵在保护气氛中加热并保温，得到三维碳材料。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述可溶性催化剂前驱体选自硝酸铁、氯化铁、醋酸铁、硝酸钴、氯化钴、硝酸镍、氯化镍与醋酸镍中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述可溶性催化剂前驱体水溶液中可溶性催化剂前驱体的浓度为0.1～1g/L。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述海绵选自聚醚海绵、聚乙烯醇海绵、三聚氰胺海绵、聚氨酯海绵、棉花纤维海绵、竹纤维海绵与木纤维素海绵中的一种或多种。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1)中还加入可溶性碳源。6.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱彦武，谢兼，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34