[发明专利]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

权利要求书

1.一种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：所述电极材料包括一种碳材料基体以及掺杂在所述碳材料基体的氮氟原子，其中，所述电极材料比表面积为280 m²/g；所述碳材料基体为三维多孔碳；

所述方法包括以下步骤：

(1)将氮源、碳源、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；其中，所述溶盐模板为氯化钠；所述氮源和氟源为氟化铵；碳源为柠檬酸；

(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。

2.根据权利要求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：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；柠檬酸浓度为0.1~0.2mol/L。

3.根据权利要求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：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℃-750℃；充分反应时间为2-5小时。

4.根据权利要求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：步骤（1）中冷冻干燥在冷冻干燥仪中进行；步骤（1）还包括，将步骤（1）所述混合溶液先放入冰箱冷冻层冷冻36～72个小时，得到固态混合物；此外，步骤（1）还包括，将冰箱中的固态混合物，放入冷冻干燥仪，在真空低温环境下，冷冻干燥24～72小时。

5.根据权利要求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：步骤（1）所述高温固相反应，在管式气氛炉中进行；保护性气氛为氩气；此外，步骤（1）还包括以下步骤，将步骤（1）中冷冻真空干燥后所得到的混合固体放入研钵，充分研磨。

6.根据权利要求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：步骤（2）中多次抽滤，抽滤次数为3～5次。