[发明专利]一种三维多孔碳包覆Co3

权利要求书

1.一种三维多孔碳包覆Co₃O₄的钠离子电池负极材料，包括以下原料及组分，其特征在于：Co₃O₄纳米微球、4,4'-（苯乙炔基对苯）二醚二酸酐、1,5-萘二胺，异喹啉，二苯砜，其中Co₃O₄纳米微球、4,4'-（苯乙炔基对苯）二醚二酸酐、1,5-萘二胺和异喹啉的质量比为60-150:100:10-18:1-2.5，所述三维多孔碳包覆Co₃O₄的钠离子电池负极材料的制备方法为：

（1）向水热反应釜中加入蒸馏水和葡萄糖，加热至170-190 ℃，反应5-10 h，过滤并洗涤，固体产物置于质量分数为2-6%的氢氧化钠溶液中，在气氛油浴锅中加热至100-120 ℃，反应2-5 h，过滤、洗涤并干燥，制备得到羟基化碳纳米微球，然后置于中乙醇溶剂并加入硝酸钴，超声分散均匀后进行陈化反应48-96 h，固体状产物置于气氛电阻炉中，升温速率为2-5 ℃/min，在氮气氛围中保温2-3 h，然后在空气氛围中保温煅烧1-3 h，制备得到Co₃O₄纳米微球；

（2）向反应瓶中加入蒸馏水和乙醇混合溶剂，质量比为1:3-4的4,4’-(苯乙炔基对苯)二邻苯二甲腈和氢氧化钾，在气氛油浴锅中，氮气氛围下加热至100-110 ℃，反应40-60 h，加入盐酸调节溶液pH至2-4搅拌2-6 h，过滤并使用复合洗涤溶剂洗涤固体产物，得到4,4’-(苯乙炔基对苯)二邻苯二甲酸，然后置于冰醋酸和乙酸酐混合溶剂中，在氮气氛围下，加热至120-140 ℃，反应5-10 h，过滤、使用复合洗涤溶剂洗涤产物并干燥，制备得到4,4'-(苯乙炔基对苯)二醚二酸酐；

（3）向N-甲基吡咯烷酮溶剂中加入Co₃O₄纳米微球，超声分散均匀后，加入4,4'-(苯乙炔基对苯)二醚二酸酐和1,5-萘二胺，搅拌6-10 h，加入异喹啉作为催化剂，加热至110-140℃，反应4-6 h，升温至180-200 ℃，反应20-30 h，沉淀、过滤、洗涤并干燥，固体混合产物与二苯砜混合均匀后，在氮气氛围下加热至320-350 ℃，反应20-30 h，洗涤并干燥，制备得到超交联多孔聚酰亚胺包覆纳米Co₃O₄；

（4）将超交联多孔聚酰亚胺包覆纳米Co3O4置于气氛电阻炉中，升温速率为2-8 ℃/min，在氮气氛围下升温至550-650 ℃，保温煅烧2-3 h，制备得到三维多孔碳包覆Co₃O₄的钠离子电池负极材料；所述步骤（1）中的羟基化碳纳米微球和硝酸钴的质量比为0.2-0.5:1；所述步骤（1）中的气氛油浴锅包括油浴室、油浴室下方设置有加热片、加热片上方设置有底座，底座上方盛放有反应瓶，油浴室的左侧设置有气体交换管，气体交换管左侧活动连接有气室一进气管，气室一进气管和连接杆固定连接，连接杆与滑动轴固定连接，滑动轴与调节螺母活动连接，连接杆固定连接有气室二进气管，气室二进气管与转换气道活动连接，转换气道分别与气室一通气道和气室二通气道固定连接，气室一进气管与气室一固定连接，气室二进气管与气室二固定连接；所述步骤（2）中的复合洗涤溶剂为蒸馏水和乙醚；所述步骤（3）中的固体混合产物与二苯砜的质量比为1:40-50。