[发明专利]一种用作钾离子电池负极的氮-钴-氧三掺杂的网络状碳材料的制备方法

权利要求书

1.一种用作钾离子电池负极材料的氮-钴-氧三掺杂的网络状碳材料的制备方法，其特征在于：以在液晶/环氧单体/光引发剂体系中原位合成的聚合物网络为前驱体，采取碳化-掺杂方法制备得到氮-钴-氧三掺杂的网络状碳材料；

其中，所述氮-钴-氧三掺杂的网络状碳材料的制备方法如下：

a：在液晶/环氧单体/光引发剂体系中，利用光聚合诱导相分离方法，原位制备聚合物网络，所制备的聚合物网络粗细尺寸根据前驱体含量不同而可调；

b：以步骤a中得到的聚合物网络为前驱体，在真空管式炉中氮气气氛下以5℃/min的速率升温至500℃并保温1-3小时，得到光滑网络状碳材料；

c：将步骤b中得到的光滑网络状碳材料与三聚氰胺粉末按照质量比2:1混合研磨均匀后，在真空管式炉中氮气气氛下以5℃/min的速率升温至500℃并保温1-3小时，得到氮掺杂且表面粗糙的网络状碳材料；

d：将每30mg步骤c中得到的氮掺杂且表面粗糙的网络状碳材料分散于60mL甲醇中，超声分散20min；向上述溶液中加入一定浓度的乙酰丙酮钴-甲醇溶液，剧烈搅拌24h后离心，得到的粉末用甲醇洗涤并真空干燥，在真空管式炉中氮气气氛下以5℃/min的速率升温至500℃并保温1-3小时，即可得到氮-钴-氧三掺杂的网络状碳材料。

2.根据权利要求1所述的氮-钴-氧三掺杂的网络状碳材料的制备方法，其特征在于：所述步骤d中制备的氮-钴-氧三掺杂的网络状碳材料的尺寸在2-8 μm之间可调。

3.根据权利要求1所述的氮-钴-氧三掺杂的网络状碳材料的制备方法，其特征在于：所述步骤d中制备的氮-钴-氧三掺杂的网络状碳材料的比表面积大于300 m²/g，且具有介孔/大孔复合的多级孔道结构。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的制备方法得到的氮-钴-氧三掺杂的网络状碳材料作为钾离子电池负极材料制作扣式电池的方法，其特征在于，方法如下：

（1）将制得的氮-钴-氧三掺杂的网络状碳材料、导电炭黑、粘合剂聚偏氟乙烯按质量比70:20:10的比例分散在N-甲基吡咯烷酮溶液中充分混合形成均匀的糊状物，并将其均匀地涂覆在铜箔基体上；再将涂膜后的电极片在真空干燥箱60±20℃下干燥6小时，用粉末压片机压制后，并裁剪成直径为8 mm的圆形极片作为测试电极；

（2）以金属钾作为对电极，用玻璃纤维材料为隔膜，在水、氧含量均小于0.1 ppm的氩气手套箱中组装成CR2032扣式电池；采用的电解液为0.8M六氟磷酸钾的碳酸乙烯酯/碳酸二乙酯溶液。

5.根据权利要求4所述氮-钴-氧三掺杂的网络状碳材料作为钾离子电池负极材料制作扣式电池的方法，其特征在于：所述步骤（2）中碳酸乙烯酯/碳酸二乙酯溶液体积比例为1:1。