[发明专利]聚酰亚胺衍生氮掺杂碳负极材料及其制备方法与应用

权利要求书

1.聚酰亚胺衍生氮掺杂碳负极材料，其特征在于聚酰亚胺衍生氮掺杂碳负极材料是尺寸为600-800nm的由厚度25nm的纳米片所组成的三维花球，组成为氮掺杂碳；C、N和O的摩尔百分含量分别为94.08％、3.62％和2.3％；所述的氮和碳为聚酰亚胺衍生物。

2.如权利要求1所述的聚酰亚胺衍生氮掺杂碳负极材料的制备方法，其特征在于，步骤如下：

将聚酰亚胺在惰性气氛下，以3℃/min的升温速率升温至900℃，并在900℃下保持1～1.5h，反应结束后将所制备的样品为聚酰亚胺衍生氮掺杂碳；所述的聚酰亚胺由3,3’,4,4’-二苯酮四羧酸二酐和联苯胺聚合得到。

3.根据权利要求2所述的聚酰亚胺衍生氮掺杂碳负极材料的制备方法，其特征在于，所述聚酰亚胺制备步骤具体如下：将1.78g联苯胺溶解在60ml N,N-二甲基甲酰胺中，而后添加3.11g 3,3’,4,4’-二苯酮四羧酸二酐，在惰性气氛下搅拌12h，将所得液体进行180℃下溶剂热反应10h,经洗涤真空干燥后收集黄色样品；洗涤用乙醇溶液和N,N-二甲基甲酰胺溶液(DMF)；惰性气氛为氮气气氛。

4.如权利要求1所述的将聚酰亚胺衍生氮掺杂碳负极材料用于钾离子电容器的用途。

5.如权利要求4所述的将聚酰亚胺衍生氮掺杂碳负极材料用于钾离子电容器的用途，其特征在于，将所述聚酰亚胺衍生氮掺杂碳负极材料与乙炔黑，CMC按8：1：1混合，涂在铜箔片上，真空干燥12h后得到负极电极片。

6.如权利要求5所述的将聚酰亚胺衍生氮掺杂碳负极材料用于钾离子电容器的用途，其特征在于，所述的负极电极片与正极电极片、电解液组成钾离子电容器；所述的电解液为溶液A、溶液B或溶液C；

溶液A：0.8mol L^-1KPF₆在碳酸亚乙酯和碳酸二甲酯体积比为1：1的混合物；

溶液B：1mol L^-1KPF₆在碳酸亚乙酯、碳酸二乙酯和碳酸二甲酯体积比为1：1：1，并添加了总体积2％的氟代碳酸乙烯酯的混合物；

溶液C：1mol L^-1KPF₆在二乙二醇二甲醚中的混合物。

7.根据权利要求6所述的将聚酰亚胺衍生氮掺杂碳负极材料用于钾离子电容器的用途，其特征在于，正极电极片的制备步骤如下：

将活性炭与乙炔黑、粘结剂按质量比为8：1：1混合，并将其溶解在N-甲基吡咯烷酮中，涂在铝箔片上真空干燥12h得到正极电极片；所述的粘结剂为羧甲基纤维素钠、聚偏氟氯乙烯、海藻酸钠。