[发明专利]红磷/聚乙烯吡咯烷酮碳纤维电池负极材料及其制备和应用

权利要求书

1.一种红磷/聚乙烯吡咯烷酮碳纤维电池负极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）将红磷粉末加入聚乙烯吡咯烷酮的乙醇溶液中，过夜搅拌，得到紫褐色有机溶液，然后利用静电纺丝法，对所述紫褐色有机溶液进行纺丝处理，得到纤维布，所述纺丝处理过程中，正负电压分别设置为15 KV、-2 KV，纺丝液推注速度为0.1 mL/min，接收距离设为16cm；

2）将步骤1）得到的纤维布在通入空气的管式炉中先进行预氧化，然后在280℃下焙烧3h，再通入氩气在300～400 ℃下焙烧1～2 h进行碳化处理，得到尺寸均匀的磷基碳纤维。

2.根据权利要求1所述的红磷/聚乙烯吡咯烷酮碳纤维电池负极材料的制备方法，其特征在于，步骤1）中，所述红磷粉末为纳米级红磷，其制备方法为：首先，将商业红磷在氩气气氛下利用球磨机球磨为粉末状，然后将其转移至容器中，加入适量蒸馏水，在磁力搅拌条件下搅拌30 min，静置5～10 min，取出上清液后，按照同样的方法对上清液重复水力浮选2～3次，最后将得到的上清液烘干，制得纳米级红磷。

3.根据权利要求1或2所述的红磷/聚乙烯吡咯烷酮碳纤维电池负极材料的制备方法，其特征在于，所述聚乙烯吡咯烷酮的乙醇溶液的配制方法为每10 mL无水乙醇中，加入0.5g聚乙烯吡咯烷酮。

4.根据权利要求1或2所述的红磷/聚乙烯吡咯烷酮碳纤维电池负极材料的制备方法，其特征在于，所述红磷粉末的添加量为0.05～0.3g/g_{聚乙烯吡咯烷酮}。

5.一种权利要求1或2制备的红磷/聚乙烯吡咯烷酮碳纤维电池负极材料作为钠离子电池负极材料的应用。

6.一种权利要求5所述的红磷/聚乙烯吡咯烷酮碳纤维电池负极材料作为钠离子电池负极材料的应用，其特征在于，所述磷基碳纤维复合材料中的红磷的掺杂量为40～60%；制备的钠离子负极材料的首圈放电容量为1000～1450 mA h g^-1，首圈库伦效率为50～70%。

7.一种权利要求6所述的红磷/聚乙烯吡咯烷酮碳纤维电池负极材料作为钠离子电池负极材料的应用，其特征在于，将所述钠离子电池的负极材料与导电剂炭黑、粘结剂聚偏氟乙烯，按照7:2:1的质量比例制得钠离子电池的负极极片。

8.一种权利要求7中所述的钠离子电池的负极极片组装的钠离子电池，其特征在于，所述钠离子电池的集流体为铜箔，正极极片为金属钠片，通过在手套箱中组装成所述钠离子电池。