[发明专利]一种高含量吡啶氮掺杂多孔碳负极材料、制备方法及其应用

权利要求书

1.一种高含量吡啶氮掺杂多孔碳负极材料的制备方法，其特征在于，它包括以下步骤：

（a）使三聚氰胺与甲醛溶液进行反应得到含有三聚氰胺甲醛树脂的混合溶液；将所述三聚氰胺溶于去离子水中并转入反应容器，随后加入甲醛溶液，在60~80℃搅拌加热至溶液变澄清；当所述甲醛溶液的质量浓度为37%时，所述三聚氰胺和所述甲醛溶液的比例为1.25~2.5g：2~4.5ml；

（b）向所述混合溶液中加入氧化石墨烯，在90~98℃搅拌加热1~3小时，进行离心分离，倾掉上层清液，并干燥剩余产物；所述三聚氰胺与所述氧化石墨烯的质量比为12.5~25：1；

（c）将干燥后的所述剩余产物置于惰性气体气氛中在500~900℃进行碳化处理即可；其升温速率为1~5℃/min。

2.一种高含量吡啶氮掺杂多孔碳负极材料，它由权利要求1所述高含量吡啶氮掺杂多孔碳负极材料的制备方法制成。

3.根据权利要求2所述高含量吡啶氮掺杂多孔碳负极材料的应用，其特征在于，它包括以下步骤：

（a）将所述高含量吡啶氮掺杂多孔碳负极材料、乙炔黑和羧甲基纤维素按比例混合后，涂到铜箔上形成负极；

（b）将所述负极直接与纯钾片、隔膜和电解质组装成钾离子半电池；或者与预充钾处理的PTCDA正极、隔膜和电解质组装成钾离子全电池。

4.根据权利要求3所述高含量吡啶氮掺杂多孔碳负极材料的应用，其特征在于：所述高含量吡啶氮掺杂多孔碳材料、乙炔黑与羧甲基纤维素的质量比为6~8：0.5~2：0.5~2。

5.根据权利要求3所述高含量吡啶氮掺杂多孔碳负极材料的应用，其特征在于：所述隔膜为GF/A系列玻璃纤维滤纸。

6.根据权利要求3所述高含量吡啶氮掺杂多孔碳负极材料的应用，其特征在于：所述电解液为含有KPF₆、EC和DEC的混合溶液，KPF₆的浓度为0.5~1mol/L，EC和DEC的体积比为2:1~1:2。