[发明专利]一种碳包覆的富氮g-C3

说明书

本发明公开了一种碳包覆的富氮g‑C₃N₄和负极材料及其制备方法，涉及锂电池材料技术领域。本发明公开的碳包覆的富氮g‑C₃N₄具有较高的活性位点和导电性能，此外，该碳包覆的富氮g‑C₃N₄还具有微‑纳米结构，有效防止团聚保证较高效的储锂性能。

技术领域

本发明涉及锂电池材料技术领域，具体而言，涉及一种碳包覆的富氮g-C₃N₄和负极材料及其制备方法。

背景技术

随着科技和经济的高速发展，环境问题日益突出，因此开发高能量密度储能器件成为新能源发展的重要环节。在储能器件中，锂离子电池具有高能量密度，成为当前研究热点。锂离子电池负极材料主要采用石墨和硅，其中石墨材料容量已接近理论容量(372mAh/g)，提升空间较小且制造成本高；另外，硅基负极材料具有很高的理论容量 (4200mAh/g)和较低的脱锂电位(0.5V)受到了广泛的关注，但硅为半导体材料，自身的电导率较低，其在电化学循环过程中，锂离子的嵌入和脱出会使材料体积发生300％以上的膨胀与收缩，产生的机械作用力会使材料逐渐粉化，造成结构坍塌，最终导致电极活性物质与集流体脱离，丧失电接触，导致电池循环性能大大降低。因此开发高能量密度、高稳定性和低成本负极材料已成为下一代负极材料的研究方向。

石墨相氮化碳(g-C₃N₄)是一种新型低成本、类石墨烯二维材料，具有较丰富的储锂活性位点和较高的理论能量密度，但是g-C₃N₄是半导体，导电性差，最终没有得到广泛的应用。

鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供一种碳包覆的富氮g-C₃N₄的制备方法。该制备方法可提高g-C₃N₄储锂活性位点和导电性。

本发明的另一目的在于提供一种碳包覆的富氮g-C₃N₄。该碳包覆的富氮g-C₃N₄具有良好的导电性。

本发明的另一目的在于提供一种负极材料的制备方法。该制备方法可知道具有良好导电性的负极材料。

本发明的另一目的在于提供一种负极材料。该负极材料具有良好的导电性。

本发明的另一目的在于提供一种负极片。该负极片具有良好的导电性。

本发明的另一目的在于提供一种电池。该电池具有良好的导电性，可以多次循环充放电，比容量稳定。

本发明的另一目的在于提供一种电动设备。其安装有上述的电池，可以多次循环充放电，比容量稳定，使用寿命长。

本发明是这样实现的：

一方面，本发明提供了一种碳包覆的富氮g-C₃N₄的制备方法，其包括：将g-C₃N₄置于氨气中煅烧得到富氮g-C₃N₄(简写为 N-g-C₃N₄)。

进一步地，在本发明的一些实施方案中，在上述氨气中煅烧的温度为450～600℃，煅烧时间0.5～36h，氨气的流速为5～900sccm。

进一步地，在本发明的一些实施方案中，上述制备方法还包括：

将上述富氮g-C₃N₄与有机溶剂以及碳源混合，加热保温，清洗后烘干，制得粉末。