[发明专利]一种表面功能化碳材料及其制备方法以及应用

权利要求书

1.一种表面功能化碳材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

A）在保护气氛条件下，将有机碳源气体在高温区域裂解后，再在低温区域进行沉积，得到化学气相沉积产物；

B）将所述化学气相沉积产物进行氧功能化处理，得到表面功能化碳材料；所述氧功能化处理的方法为：

1）将所述化学气相沉积产物在120~200℃的条件下进行水热处理4~48小时；

或者，

2）将所述化学气相沉积产物在120~200℃的条件下进行水蒸气处理4~48小时；

或者，

3）在空气气氛条件下，将所述化学气相沉积产物恒温恒湿处理1~60天，温度为30~100℃、湿度为30~95%；

表面功能化碳材料包括：碳基体以及在所述碳基体表面修饰的含氧功能化基团，所述表面功能化碳材料中氧的质量百分比为10%~40%。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述碳基体的粒径为20nm~2μm；所述含氧功能化基团在所述碳基体表面修饰的厚度为10nm~1μm。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述含氧功能化基团选自、或中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤A）中，所述保护气氛选自氮气、氩气或者氮气和氩气的混合气体，所述保护气氛的气体流量为5~2000sccm。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述有机碳源气体选自C1~C6的烷烃，C2~C6的烯烃和C2~C6的炔烃中的一种或多种，所述有机碳源气体的流量为5~2000sccm。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述裂解的温度为800~1100℃；所述沉积的温度为25~300℃。

7.一种锂离子电池，其特征在于，包括正极、负极、隔膜和电解液，所述负极包括权利要求1~6任意一项所述的制备方法制备的表面功能化碳材料。

8.一种锂离子电容器，其特征在于，包括正极、负极、隔膜和电解液，所述负极包括权利要求1~6任意一项所述的制备方法制备的表面功能化碳材料。