[发明专利]二维多孔氮掺杂碳及其制备方法和在锂离子电池中的应用

权利要求书

1.一种二维多孔氮掺杂碳的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将碳源、氮源和熔盐按照一定比例混合均匀，于惰性气氛中高温煅烧，得到二维多孔氮掺杂碳。

2.根据权利要求1所述的二维多孔氮掺杂碳的制备方法，其特征在于，所述碳源、氮源和熔盐混合物的制备方法，包括以下步骤：

在手套箱中称量碳源、氮源和熔盐，在研钵中充分研磨使原料混合均匀。

3.根据权利要求1所述的二维多孔氮掺杂碳的制备方法，其特征在于，将煅烧后的产物进行清洗和干燥，熔盐进行回收，得到二维多孔氮掺杂碳；

优选地，所述清洗时采用超纯水洗涤，第一次离心后将上层清液蒸发回收熔盐，底部沉淀用质量分数为10-20％的稀盐酸浸泡而后采用超纯水和无水乙醇洗涤或者直接多次用超纯水和无水乙醇洗涤；

优选地，所述干燥温度为60-100℃，所述干燥时间为8-12h。

4.根据权利要求1-3任一所述的二维多孔氮掺杂碳的制备方法，其特征在于，所述碳源、氮源和熔盐的质量比为1：0.5-4：3-30，优选为1：0.5-2：3-10。

5.根据权利要求1-3任一所述的二维多孔氮掺杂碳的制备方法，其特征在于，所述碳源为葡萄糖、果糖、蔗糖、木质素、纤维素中的一种；

所述氮源为三聚氰胺、尿素、双氰胺中的一种；

所述熔盐为碱金属阳离子与卤化物阴离子组成的盐中的一种或多种；

优选地，所述熔盐为溴化锂、氯化锌、溴化钾、氯化钴、氯化铁、氯化钠、氯化镍中的一种或多种。

6.根据权利要求1-3任一所述的二维多孔氮掺杂碳的制备方法，其特征在于，所述煅烧温度为500–1000℃，所述煅烧时间为0.5–5h；

优选地，所述煅烧时的升温速度为0.5-10℃/min。

7.一种二维多孔氮掺杂碳，其特征在于，采用权利要求1-6任意一项所述的二维多孔氮掺杂碳的制备方法制得。

8.根据权利要求7所述的二维多孔氮掺杂碳，其特征在于，所述二维多孔氮掺杂碳的厚度为60-500nm，优选为100-200nm；

所述二维多孔氮掺杂碳的含氮量为7-18％，优选为13％。

9.权利要求7或8所述的二维多孔氮掺杂碳在锂离子电池中的应用。

10.一种锂离子电池，其特征在于，包含采用权利要求7或8所述的二维多孔氮掺杂碳制备的锂离子电池电极；

所述锂离子电池电极由权利要求7或8所述的二维多孔氮掺杂碳与导电剂、粘结剂、溶剂混合均匀制得；

优选地，所述导电剂选自乙炔黑；

优选地，所述粘接剂选自聚偏氟乙烯；

优选地，所述溶剂选自N-甲基吡咯烷酮。