[发明专利]一种氮掺杂类石墨材料及其制备方法和用途

权利要求书

1.一种氮掺杂类石墨材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤S10，将非石墨碳源原料、氮源原料和去离子水混合成溶液；其中，所述的碳源原料和氮源原料为分析纯规格，所述的氮源原料为甘氨酸和丙氨酸中的一种或两种的组合，所述的去离子水用量为刚好溶解碳源原料和氮源原料即可；

步骤S20，将混合好的溶液放入加热设备中进行低温加热，反应形成含氮前驱体；其中，所述低温加热的温度为160℃至280℃；

步骤S30，将含氮前驱体放入气氛加热炉中进行高温还原煅烧处理，形成氮掺杂类石墨材料。

2.根据权利要求1所述氮掺杂类石墨材料的制备方法，其特征在于：所述步骤S10中，所述的非石墨碳源原料的质量与所述氮源原料的质量比值为1/2至2。

3.根据权利要求1所述氮掺杂类石墨材料的制备方法，其特征在于：所述的碳源原料为葡萄糖、柠檬酸和庶糖中的一种或多种的组合。

4.根据权利要求1所述氮掺杂类石墨材料的制备方法，其特征在于：所述步骤S20中加热时间为5～20分钟；其中，所述的加热选用马弗炉加热、微波加热或红外加热中的一种。

5.根据权利要求1所述氮掺杂类石墨材料的制备方法，其特征在于：所述步骤S20中加热时间以溶液挥发并形成固体的时间为准。

6.根据权利要求1所述氮掺杂类石墨材料的制备方法，其特征在于：所述步骤S30中所述的煅烧处理的温度为700℃至1200℃，煅烧时间为1小时至2小时。

7.根据权利要求1所述氮掺杂类石墨材料的制备方法，其特征在于：所述的还原煅烧是在加热过程中通过还原性气体，气体流量为500毫升/分钟至1000毫升/分钟，所述的还原性气体为氢气或氢氮混合气体。

8.运用权利要求1-7任一项所述氮掺杂类石墨材料的制备方法制备得到的氮掺杂类石墨材料，其具有类石墨结构，部分氮原子与碳原子形成石墨型氮、吡啶型氮和吡咯型氮，所述氮掺杂类石墨材料包含碳元素、氮元素和氧元素，其中，氮原子数量与碳原子数量比为2.5％至5.0％，吡啶型氮和吡咯型氮的原子数量占氮原子数量的65％至85％。

9.一种权利要求8所述氮掺杂类石墨材料的用途，用作锂离子电池负极材料。

10.一种锂离子电池负极材料，包括活性材料、粘结剂、溶剂和导电材料，其特征在于：所述活性材料为权利要求8所述氮掺杂类石墨材料。

11.一种锂离子电池，包括正极材料，负极材料和电解质，其特征在于：所述负极材料采用权利要求10所述锂离子电池负极材料。