一种氮氟原子掺杂三维多孔碳的电极材料、制备方法及其应用技术

本发明专利技术一种氮氟原子掺杂三维多孔碳的电极材料、制备方法及其应用，本发明专利技术的制备方法包括：(1)将氮源、氟源和盐模板与去离子水混合后得到混合溶液进行强磁力搅拌，再进行冷冻和冷冻真空干燥，对其产物进行刮料磨料，最后进行高温固相反应使其充分反应，得到样品；(2)将步骤(1)所述样品抽滤，真空烘干后得到活性物质，将活性物质与粘结剂PVDF和导电炭黑以及NMP溶剂混合，得到浆料涂覆到铜箔上，获得负极；(3)将步骤(2)所述负极在真空下进行烘干，进行裁片并在手套箱中配制电解液，装电池，并在电池制备完成后测试性能；本发明专利技术提供的氮氟原子掺杂三维多孔碳的电极材料导电性好，比容量高，倍率性能和循环性能好。倍率性能和循环性能好。倍率性能和循环性能好。

【技术实现步骤摘要】
一种氮氟原子掺杂三维多孔碳的电极材料、制备方法及其应用


[0001]本专利技术涉及新能源材料领
，具体涉及一种氮氟原子掺杂三维多孔碳的电极材料、制备方法及其应用。

技术介绍

[0002]由于锂离子电池有着能量密度大、质量轻、体积小、循环性能好、环境友好和无记忆效应等优势，被广泛应用于电子产品、电动汽车和大规模储能等各个领域。但锂资源在地壳中的匮乏和分布不均等问题，不足以满足人们对锂离子电池日益增长的需求，这严重制约了锂离子电池大规模的应用。所以，开发资源丰富、成本低廉、性能优异的新型二次电池，已经成为电池材料领域新的发展趋势和研究热点。
[0003]近年来，钠和钾离子电池受到了研究者们广泛的关注，被认为是取代锂离子电池成为下一代储能电源的理想选择，因为钠、钾与锂属于同主族元素，具有相似的物理化学性质。同时，由于钠、钾元素分布广泛，资源丰富，价格低廉等优点，较为符合规模化储能应用要求。因此，钠/钾离子电池做为新型储能器件也受到了众多研究者们的广泛关注。但是，由于钠和钾离子的半径都比锂离子大，对能够自由脱嵌钠和钾离子的电极材料的要求更本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氮氟原子掺杂三维多孔碳的电极材料，其特征在于：所述电极材料包括一种碳材料基体以及掺杂在所述碳材料的的氮氟原子，其中，所述电极材料比表面积为280m2/g；所述碳基材料为三维多孔碳。2.一种如权利要求1所述的氮氟原子掺杂三维多孔碳的电极材料的制备方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：(1)将氮源、氟源和溶盐模板与去离子水混合后得到混合溶液进行强磁力搅拌，再进行冷冻和冷冻真空干燥，对其产物进行刮料磨料，最后进行高温固相反应使其充分反应，得到样品；(2)将步骤(1)所述样品抽滤，真空烘干后得到活性物质，将活性物质与粘结剂PVDF和导电炭黑以及NMP溶剂混合，得到浆料涂敷在铜箔上，即可得到负极；(3)将步骤(2)所述负极进行裁片，装电池，并在电池制备完成后测试电化学性能。3.根据权利要求2所述的氮氟原子掺杂三维多孔碳的电极材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)所述溶盐模板为氯化钠；所述氮源和氟源为氟化铵；碳为柠檬酸。4.根据权利要求3所述的氮氟原子掺杂三维多孔碳的电极材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)所述混合溶液中，氯化钠浓度为20～30wt％；氟化铵浓度为0.1～1mol/L；柠檬酸铵浓度为0.1～0.2mol/L。5.根据权利要求2所述的氮氟原子掺杂三维多孔碳的电极材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)搅拌时长为12小时；冷冻时长为36～72小时；高温固相反应温度为500℃
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750℃；充分反应时间为2
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5小时。6.根据权利要求2所述的氮氟原子掺杂三维多孔碳的电极材料的制备方法，其特征在于：步骤(...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄红波，吕焰强，刘彩玲，冯志军，洪箐苗，吴朝晖，朱晓铃，王晶，
申请(专利权)人：南昌航空大学，
类型：发明
国别省市：