[发明专利]一种硼酸铵改性碳基纳米纤维复合材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种硼酸铵改性碳基纳米纤维复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将高分子聚合物溶于有机溶剂中，制备得到前驱体溶液；

将所述前驱体溶液进行静电纺丝，制得纳米纤维前驱体薄膜；

将所述纳米纤维前驱体薄膜进行预氧化；

将预氧化后的纳米纤维前驱体薄膜浸渍在硼酸铵溶液中，然后取出进行烘干、碳化，得到硼酸铵改性碳基纳米纤维复合材料。

2.根据权利要求1所述的硼酸铵改性碳基纳米纤维复合材料的制备方法，其特征在于，以所述前驱体溶液的质量为100％计，所述高分子聚合物的质量分数为6％-12％。

3.根据权利要求1所述的硼酸铵改性碳基纳米纤维复合材料的制备方法，其特征在于，所述硼酸铵溶液的浓度为0.02-0.15mol/L。

4.根据权利要求1所述的硼酸铵改性碳基纳米纤维复合材料的制备方法，其特征在于，所述高分子聚合物包括聚丙烯腈、聚乙烯吡咯烷酮、聚吡咯、聚苯胺、聚噻吩和聚乙烯醇中的一种或多种；

所述有机溶剂包括N，N-二甲基甲酰胺、二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺和二甲基亚砜中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的硼酸铵改性碳基纳米纤维复合材料的制备方法，其特征在于，所述静电纺丝的工艺条件包括：纺丝电压为10-20kV，接收距离为10-18cm，推进速度为0.2-0.5mL/h，纺丝温度为20-40℃，环境湿度为15-60RH％。

6.根据权利要求1所述的硼酸铵改性碳基纳米纤维复合材料的制备方法，其特征在于，所述预氧化条件为：预氧化温度为220-280℃，预氧化时间为1-4h。

7.根据权利要求1所述的硼酸铵改性碳基纳米纤维复合材料的制备方法，其特征在于，预氧化后的纳米纤维前驱体薄膜浸渍在硼酸铵溶液中的时间为20-36h；

所述烘干条件为：烘干温度为50-80℃，烘干时间为6-12h。

8.根据权利要求7所述的硼酸铵改性碳基纳米纤维复合材料的制备方法，其特征在于，所述碳化的处理过程为：将烘干后的纳米纤维前驱体薄膜在保护气氛下，以1-5℃/min的升温速率升温到600-1000℃并保温1-3h。

9.一种硼酸铵改性碳基纳米纤维复合材料，其特征在于，由权利要求1-8任意一项所述的硼酸铵改性碳基纳米纤维复合材料的制备方法制备得到，所述硼酸铵改性碳基纳米纤维复合材料的微观形貌呈三维交联网络状结构，且硼氮共掺杂于碳基纳米纤维中。

10.如权利要求9所述的硼酸铵改性碳基纳米纤维复合材料在电池负极中的应用或在快充锂/钠离子电池中的应用。