一种氮掺杂三维相互连接空心碳泡电极材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种制备氮掺杂三维相互连接空心碳泡电极材料的方法。具体包括:1.将Zn粉和蔗糖质量比为3:1球磨混合后，封于高压反应釜中，以5℃/min的速率升温至550℃，并保持10h；后自然冷却至室温。2.将得到的前驱体用硝酸水溶液进行化学刻蚀，反应完全后，用蒸馏水洗涤至中性，抽滤，干燥，得到氮掺杂三维相互连接空心碳泡电极材料。本发明专利技术制备工艺简单、可控、成本低、重复率高，特别适合工业化生产。制备的氮掺杂三维相互连接空心碳泡电极材料作为锂离子电池和钠离子电池的负极材料，具有非常优越的循环性能和倍率性能，在电池领域具有很好的应用前景。

Preparation of a nitrogen-doped three-dimensional interconnected hollow carbon bubble electrode material

【技术实现步骤摘要】
一种氮掺杂三维相互连接空心碳泡电极材料的制备方法
本专利技术属于电极材料的制备
，具体涉及到一种氮掺杂三维相互连接空心碳泡电极材料的制备方法。
技术介绍
碳纳米材料可同时用做锂离子电池和钠离子电池的理想负极材料而备受关注。碳纳米材料的电化学性能主要受到微观结构和组分的影响，所以合理设计碳材料的微观结构是提高电池性能的有效途径之一。目前，具有各种微结构的碳材料已被开发，如碳纳米管，碳纳米纤维，多孔碳，空心碳等。其中，相互连接的三维空心碳泡因其连续的空心结构不仅能够有效缓解充放电过程中的体积变化，还可通过提供大的比表面使电极和电解液的充分接触增加活性位点，提高锂/钠离子和电子传输效率。但是，高纯碳并非是最合适的电极材料，实验测试和理论计算表明掺入氮原子利于电子、离子的传输，能够显著提高碳材料的电化学性质。因此在相互连接的三维空心碳泡中掺氮可进一步增强电极的反应活性和电导率，提高储锂/钠性能。到目前，研究者们提出了多种制备氮掺杂碳材料的方法，如电弧放电法、离子液体浸渍法、氨气中热退火，碳化富氮前驱体等。这些方法大都存在着不同程度的缺点，如：反应路线复杂、对设备要求苛刻、能耗高、成本高本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.本专利技术的氮掺杂三维相互连接空心碳泡电极材料的制备方法，其特征在于，用硝酸水溶液化学刻蚀前驱体，反应后得到氮掺杂三维相互连接空心碳泡电极材料。

【技术特征摘要】
1.本发明的氮掺杂三维相互连接空心碳泡电极材料的制备方法，其特征在于，用硝酸水溶液化学刻蚀前驱体，反应后得到氮掺杂三维相互连接空心碳泡电极材料。2.权利要求1所述的氮掺杂三维相互连接空心碳泡电极材料，其特征在于由直径约为100nm，壁厚约7.6～13nm的空心球相互连接而成。3.权利要求1所述的氮掺杂三维相互连接空心碳泡电极材料，其特征在于掺入的氮含量为3.34～3.69。4.权利要求1所述的氮掺杂三维相互连接空心碳泡电极材料的制备方法，包括以下具体步骤:(1)将质量比为3:1的Zn粉和蔗糖(Zn粉21g，蔗糖7g)球磨混合，球磨速度为600转/...

【专利技术属性】
技术研发人员：张晶晶，夏志刚，曹江行，李壮，范美强，王天根，陈玥希，
申请(专利权)人：中国计量大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33