[发明专利]电池负极材料及其制备方法、充电电池和电子设备

权利要求书

1.一种电池负极材料的制备方法，其特征在于，包括：

在纳米纤维结构的模板试剂中加入吡咯单体，得到纳米纤维结构的聚吡咯前驱体；

加热所述聚吡咯前驱体得到氮掺杂碳材料；

混合熔融态金属钠与所述氮掺杂碳材料，得到所述电池负极材料。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在纳米纤维结构的模板试剂中加入吡咯单体，得到纳米纤维结构的聚吡咯前驱体，包括：

在所述纳米纤维结构的模板试剂中，加入吡咯单体，得到纳米纤维结构的聚吡咯沉淀物；其中，所述模板试剂为十六烷基三甲基溴化铵CTAB的纳米纤维试剂；

洗涤并烘干所述聚吡咯沉淀物，得到纳米纤维结构的所述聚吡咯前驱体。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述洗涤并烘干所述聚吡咯沉淀物，包括：

用盐酸溶液和去离子水洗涤所述聚吡咯沉淀物；

烘干所述洗涤后的所述聚吡咯沉淀物。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述在所述纳米纤维结构的模板试剂中，加入吡咯单体，得到纳米纤维结构的聚吡咯沉淀物，包括：

在温度为0至5摄氏度之间的所述纳米纤维结构的模板试剂中，加入吡咯单体；

在大于8小时后得到所述纳米纤维结构的聚吡咯沉淀物。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述加热所述聚吡咯前驱体得到氮掺杂碳材料，包括：

在所述聚吡咯前驱体中加入氢氧化钾，并在隔绝氧气的环境下加热，得到具有孔洞的氮掺杂碳材料。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述在所述聚吡咯前驱体中加入氢氧化钾，并在隔绝氧气的环境下加热，得到具有孔洞的氮掺杂碳材料，包括：

在所述聚吡咯前驱体中加入氢氧化钾，得到还有杂质的氮掺杂碳材料；

洗涤并烘干所述含有杂质的氮掺杂碳材料，得到具有孔洞的所述氮掺杂碳材料。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述洗涤并烘干所述含有杂质的氮掺杂碳材料，得到具有孔洞的所述氮掺杂碳材料，包括：

用盐酸溶液和去离子水洗涤所述含有杂质的氮掺杂碳材料；

烘干所述洗涤后的氮掺杂碳材料，得到所述具有孔洞的氮掺杂碳材料。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述在所述聚吡咯前驱体中加入氢氧化钾，得到氮掺杂碳材料混合液的反应条件：包括：

在氮气环境下，以1至10摄氏度每分钟的速率升温至550摄氏度至800摄氏度；

在所述550摄氏度至800摄氏度的温度下反应0.2至1小时。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

将CTAB溶解于冰浴环境下的盐酸溶液；

在所述溶解有CTAB的盐酸溶液中加入过硫酸铵APS，得到混合液；

搅拌并冷却所述混合液，得到所述模板试剂。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述CTAB、盐酸和APS三者的摩尔比为：0.5至2比1至10比1至5。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述CTAB的质量为7至8克；所述盐酸溶液的体积为110至130毫升，浓度为0.5至1.5摩尔每升；所述APS的重量为13至14克；加入所述模板试剂的所述吡咯单体的体积为8至9毫升。

12.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述搅拌并冷却所述混合液，得到所述模板试剂：包括：

采用磁力搅拌的方式搅拌所述混合液0.2至1小时，并冷却至0至5摄氏度，得到所述模板试剂。

13.一种电池负极材料，其特征在于，包括：纳米纤维结构的硬碳；

所述硬碳中含有氮元素掺杂。