[发明专利]一种高比电容的碳组合材料及其制备方法和应用

摘要

本申请公开了一种高比电容的碳组合材料及其制备方法和应用。本申请的高比电容的碳组合材料，由原子掺杂量为10％‑25％的第一组分碳材料，与原子掺杂量为0％‑10％的第二组分碳材料混合而成。本申请的碳组合材料中，第一组分碳材料的原子掺杂量相对较高，具有高赝电容的特点，而第二组分碳材料的原子掺杂量相对较低，具有较好的导电性，两者优化互补；因此，将本申请的碳组合材料制成极片，在脱嵌锂的过程中，第二组分碳材料不仅提供了导电网络而且可以提供一部分赝电容，第一组分碳材料在导电网络里面更有助于掺杂原子赝电容的发挥，两种碳材料相互作用，从而提高了电极材料的整体性能。

主权项

1.一种碳组合材料的制备方法，其特征在于：所述碳组合材料由原子掺杂量为10％‑25％的第一组分碳材料，与原子掺杂量为0％‑10％的第二组分碳材料混合而成；所述制备方法包括以下步骤，(a)将碳源与普鲁士蓝作为原材料，或者含掺杂原子的碳源与醋酸铁作为原材料，分散到水和乙醇的混合溶液中，研磨混匀，将研磨产物烘干，作为混合原料；将混合原料在氮气氛下煅烧，煅烧条件为，2‑5℃/min的速度升温至450℃‑650℃，保温4‑10h；煅烧完成后自然冷却，然后，使煅烧产物暴露于空气中，使其自燃烧；采用浓酸溶液对自燃烧的产物进行洗涤，洗涤过程中边搅拌边加热，加热温度为60℃‑90℃；洗涤完后离心干燥，获得原子掺杂量为10％‑25％的所述第一组分碳材料；(b)将步骤(a)制备的第一组分碳材料，在氩气中，且大于650℃的温度下煅烧6h，获得原子掺杂量为0％‑10％的所述第二组分碳材料；(c)将步骤(a)制备的第一组分碳材料，与步骤(b)制备的第二组分碳材料混合，即获得所述碳组合材料。