[发明专利]一种作为钠离子电池与锂离子电池负极材料的植物纤维三维结构碳材料及其制备方法

权利要求书

1.一种作为钠离子电池与锂离子电池负极材料的植物纤维三维结构碳材料，其特征在于：所述植物纤维三维结构碳材料的微观结构呈三维多孔薄片状与长隧道结构，片状材料厚度为5-30nm。

2.制备权利要求1所述的一种作为钠离子电池与锂离子电池负极材料的植物纤维三维结构碳材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）取植物纤维材料于硝酸盐溶液中密封浸润；

（2）密封浸润后，取出植物纤维材料，烘干；

（3）烘干的植物纤维材料在保护气氛下保温煅烧；

（4）取出已碳化的植物纤维材料，压碎研磨至粉末状；

（5）依次用0.5-3mol/L的盐酸及去离子水分别洗涤，烘干，得到干燥的黑色粉末状植物纤维三维结构碳材料。

3.根据权利要求2所述的一种作为钠离子电池与锂离子电池负极材料的植物纤维三维结构碳材料的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，所述植物纤维材料包括种子纤维系列、韧皮纤维系列、叶纤维系列、果实纤维系列或植物废弃纤维系列；所述种子纤维系列包括棉纤维或木棉纤维，所述韧皮纤维系列包括亚麻或竹纤维，所述叶纤维系列包括剑麻、菠萝纤维或蕉麻，所述果实纤维系列包括椰子纤维或菠萝果肉纤维，所述植物废弃纤维系列包括咖啡渣或使用后的一次性竹筷子。

4.根据权利要求2所述的一种作为钠离子电池与锂离子电池负极材料的植物纤维三维结构碳材料的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，所述硝酸盐为硝酸镁、硝酸钠和硝酸钾中的一种以上，所述硝酸盐溶液的浓度为0.1-10mol/L。

5.根据权利要求2所述的一种作为钠离子电池与锂离子电池负极材料的植物纤维三维结构碳材料的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，所述密封浸润的温度为60~100℃，密封浸润的时间为4-24h。

6.根据权利要求2所述的一种作为钠离子电池与锂离子电池负极材料的植物纤维三维结构碳材料的制备方法，其特征在于：步骤（3）中，所述保护气氛为惰性气氛、还原气氛或混合气氛；所述惰性气氛为氮气或氩气，所述还原气氛指氢气；所述混合气氛为氮气-氢气混合气体或氩气-氢气混合气体，其中氢气的体积比例为0%-10%。

7.根据权利要求2所述的一种作为钠离子电池与锂离子电池负极材料的植物纤维三维结构碳材料的制备方法，其特征在于：步骤（3）中，所述保温煅烧过程的升温速率为5-10℃/min，保温煅烧的温度为600-900℃，保温煅烧的时间为1-6h。

8.根据权利要求2所述的一种作为钠离子电池与锂离子电池负极材料的植物纤维三维结构碳材料的制备方法，其特征在于：步骤（2）、（5）中，所述烘干是在烘箱60-100℃下干燥6-24h。