[发明专利]一种三维分层级氮掺杂石墨烯微球材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种三维分层级氮掺杂石墨烯微球材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)将磺化聚苯乙烯球和氧化石墨烯加入水中进行超声处理，获得均匀溶液，然后加入双氰胺，快速搅拌；

(2)将所得的混合溶液导入到喷雾干燥设备中，经干燥得到前驱体材料；

(3)将所得前驱体材料在一定温度条件下，在惰性气氛下进行保温热处理冷却，即得所述三维分层级氮掺杂石墨烯微球材料。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所使用的磺化聚苯乙烯球尺寸范围为300-400nm。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中氧化石墨烯与磺化聚苯乙烯球的质量比为1:6-8；氧化石墨烯与双氰胺的质量比为1:6-9。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述保温热处理的温度为300-1200℃，保温热处理的时间为1-6h。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述保温热处理为预先在300-500℃保温处理1-2h，然后将温度升高到800-1200℃保温处理2-4h；进一步优选地，步骤(3)中所述保温热处理为预先在400℃保温处理1-2h，然后将温度升高到1000℃保温处理2-4h。

6.一种三维分层级氮掺杂石墨烯微球材料，其由权利要求1-5任一项所述的制备方法制得。

7.权利要求6所述的三维分层级氮掺杂石墨烯微球材料在制备电池碳负极材料中的应用。

8.一种硫-碳复合材料，其包含权利要求6所述的三维分层级氮掺杂石墨烯微球材料和硫。

9.权利要求6所述的三维分层级氮掺杂石墨烯微球材料或权利要求8所述的硫-碳复合材料在制备锂硫电池或钠硫电池的正极材料中的应用。

10.一种电池，包含正极材料、负极材料、隔膜和电解液，所述正极材料包含权利要求6所述的三维分层级氮掺杂石墨烯微球材料或权利要求8所述的硫-碳复合材料。