[发明专利]一种复合材料、其制备方法及应用

权利要求书

1.一种锂离子电池或锂离子电容器，其特征在于，包括负极材料；

所述负极材料包含复合材料；

所述复合材料为纳米碳层包覆单晶H-Nb₂O₅的核壳结构；

其中，核为单晶H-Nb₂O₅颗粒，最长方向尺寸为2~5μm，壳为纳米碳层，厚度为10~20nm；

所述复合材料的制备方法至少包括以下步骤：

a）获得单晶H-Nb₂O₅；

b）将含有单晶H-Nb₂O₅和碳源的混合物，反应，碳化处理，得到所述纳米碳层包覆的单晶H-Nb₂O₅；

步骤a）中所述单晶H-Nb₂O₅的获得方式包括：将含有铌源的原料，以2 ^oC/min的升温速度升温至1000^oC；保持所述温度热处理12 h后，以10 ^oC/min的速度降至室温，得到所述单晶H-Nb₂O₅；

所述铌源为碳化铌或二氧化铌；

所述碳源为多巴胺；

步骤b）至少包括以下步骤：

b-1）将含有碳源的溶液在搅拌条件下加入到含有单晶H-Nb₂O₅的分散液中，搅拌聚合反应12~48h，得到碳前驱体包覆的单晶H-Nb₂O₅；

b-2）将所述碳前驱体包覆的单晶H-Nb₂O₅碳化处理，碳化温度为850^oC，得到所述复合材料；

所述复合材料具有270 mAh/g的可逆容量。

2.根据权利要求1所述的锂离子电池或锂离子电容器，其特征在于，所述纳米碳层包覆单晶H-Nb₂O₅中碳含量为2.0~4.0wt%。

3.根据权利要求1所述的锂离子电池或锂离子电容器，其特征在于，步骤b）中所述碳源与所述单晶H-Nb₂O₅的质量比为1:10~1:4。

4.根据权利要求1所述的锂离子电池或锂离子电容器，其特征在于，

所述碳化处理的条件为：

反应升温速度为1~5^oC/min；反应时间为2~6h；

所述碳化在非活性气氛下进行。

5.根据权利要求1所述的锂离子电池或锂离子电容器，其特征在于，所述碳化处理后进行降温；降温速度为1~10^oC/min。

6.根据权利要求1所述的锂离子电池或锂离子电容器，其特征在于，

所述单晶H-Nb₂O₅的分散液的固含量为0.05~5.0wt%；

所述单晶H-Nb₂O₅的分散液包括溶液缓冲剂；

所述分散液的pH为8~9；

所述溶液缓冲剂为三羟甲基氨基甲烷盐酸盐（Tris）、磷酸二氢钾、磷酸二氢钠中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的锂离子电池或锂离子电容器，其特征在于，所述溶液的浓度为0.05~0.5mol/L；所述溶液中包括溶剂；

所述溶剂包括水、甲醇、乙醇、丙醇、乙二醇中的至少一种。