[发明专利]一种掺杂多孔碳负极材料、其制备方法及碱金属离子电池

权利要求书

1.一种掺杂多孔碳负极材料，其特征在于，包括多孔碳骨架和分布在所述多孔碳骨架中的掺杂元素，所述多孔碳骨架主要包括纳米孔，所述掺杂元素为氧元素和氟元素。

2.根据权利要求1所述的掺杂多孔碳负极材料，其特征在于，所述掺杂多孔碳负极材料的粒径为70～90nm，比表面积大于1500m²/g。

3.一种掺杂多孔碳负极材料的制备方法，包括以下步骤：

S1、提供具有多孔结构的金属有机框架材料；

S2、将所述金属有机框架材料进行高温碳化处理，然后与氢氟酸混合反应，经固液分离，得到含有氧和氟元素的掺杂碳基材料；

S3、将所述掺杂碳基材料进行热解处理，得到掺杂多孔碳负极材料。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1为：采用溶剂热法，合成得到具有多孔结构的锆基金属有机框架材料。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1具体为：将四氯化锆溶于DMF中形成溶液A；将对苯二甲酸和苯甲酸溶于DMF中形成溶液B；将所述溶液A和溶液B混合后加热反应，分离得到白色产物；将所述白色产物依次经洗涤、干燥，得到锆基金属有机框架材料。

6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述高温碳化处理于管式炉并在惰性气氛中进行，所述高温碳化处理的温度为600～1000℃。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述惰性气氛选自氩气和氮气中的一种或多种；所述管式炉的升温速率为5℃/分钟。

8.根据权利要求3～7中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S3具体为：将所述掺杂碳基材料干燥后置于管式炉中，在惰性气氛中升温至600～800℃并保温2～6小时，得到掺杂多孔碳负极材料。

9.一种碱金属离子电池，包括负极，其特征在于，所述负极的活性成分为：权利要求1～2任一项所述的掺杂多孔碳负极材料或权利要求3～8任一项所述的制备方法得到的掺杂多孔碳负极材料。

10.根据权利要求9所述的碱金属离子电池，其特征在于，所述碱金属离子电池为钾离子电池。