[发明专利]一种氮元素掺杂多孔复合负极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种氮元素掺杂多孔复合负极材料，其特征在于，包括作为核的活性物质、包覆在活性物质外表面的核壳结构以及包覆在核壳结构外表面的多孔碳结构；

所述核壳结构为氮元素掺杂碳所形成的介孔碳结构；

所述多孔碳结构为氮元素掺杂三维多孔碳包覆的均匀多孔碳结构。

2.根据权利要求1所述的氮元素掺杂多孔复合负极材料，其特征在于，所述活性物质为纳米硅粉、锗粉、锡粉、纳米氧化物粉、纳米复合金属氧化物中的一种或几种。

3.根据权利要求2所述的氮元素掺杂多孔复合负极材料，其特征在于，所述纳米氧化物粉为硅、一氧化硅、二氧化锡、氧化钨、氧化锌、氧化铟中的一种或几种；所述纳米复合金属氧化物为锰酸锌、钴酸锰、铁酸锰、铁酸锌中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的氮元素掺杂多孔复合负极材料，其特征在于，所述整个复合负极材料的尺寸为0.5～1.2微米，所述活性物质的颗粒粒径为50～400nm，所述包覆在活性物质外表面的核壳结构厚度为5～20nm，所述包覆在核壳结构外表面的多孔碳孔径大小为20nm。

5.权利要求1-4任一项所述的氮元素掺杂多孔复合负极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将活性物质分散到水中，加入对苯二胺单体，分散均匀，得混合溶液；

(2)取上述混合溶液，调节pH，滴加亚硝酸钠溶液，搅拌，抽滤、洗涤，干燥，得单分散活性物质/聚合物复合材料；

(3)将步骤(2)所得材料分散到水中，然后加入到壳聚糖和二氧化硅溶胶的混合溶液中，分散，搅拌；

(4)将步骤(3)所得混合液，除去溶剂，得均匀的共混物膜，干燥；

(5)将步骤(4)所得干燥物取出，研磨，高温烧结，即得。

6.权利要求5所述的氮元素掺杂多孔复合负极材料的制备方法，其特征在于，所述对苯二胺单体的加入量为活性物质的质量的0.5～3倍，亚硝酸钠的加入量为对苯二胺质量的1～1.5倍。

7.权利要求5所述的氮元素掺杂多孔复合负极材料的制备方法，其特征在于，所述壳聚糖的粘度范围为95～320cps。

8.权利要求5所述的氮元素掺杂多孔复合负极材料的制备方法，其特征在于，所述壳聚糖和二氧化硅溶胶的混合溶液制备方法为：将壳聚糖分散于含体积比为1％乙酸的水溶液中，超声搅拌至完全溶解，加入二氧化硅分散液，超声分散2h，即得。

9.权利要求5所述的氮元素掺杂多孔复合负极材料的制备方法，其特征在于，所述包覆在核壳结构外表面的多孔碳结构，其与活性物质的质量比为1:3～1:1。

10.权利要求5所述的氮元素掺杂多孔复合负极材料的制备方法，其特征在于，所述高温烧结条件为：在真空或惰性气氛下，温度为500～700℃进行烧结。