[发明专利]一种用于锂离子电池异质原子掺杂介孔碳/锡复合负极材料及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种异质原子掺杂介孔碳/锡复合材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)将含锡化合物与含掺杂异质原子的化合物按照质量比为100：（1~20）均匀研磨，置于管式炉中，在保护气氛下进行热解反应，保温一段时间，反应结束后自然冷却至室温，得到固体粉末；所述的含锡化合物包括二甲基二氯化锡、丁基三氯化锡、三氯甲基锡、三丁基氯化锡的一种或两种以上与柠檬酸亚锡二钠组成的混合物或者包括柠檬酸亚锡二钠；

(2)将步骤(1)处理得到的固体粉末均匀研磨，用去离子水清洗至中性，干燥，即得异质原子掺杂介孔碳/锡复合材料；

由锡纳米球分散在异质原子掺杂的三维介孔碳材料基体中，所述的锡纳米球的直径为560~800 nm，所述的异质原子掺杂的三维介孔碳材料的孔径为2~13 nm，所述的异质原子掺杂介孔碳/锡复合材料中锡的质量分数为50%~85%。

2.根据权利要求1所述的异质原子掺杂介孔碳/锡复合材料的制备方法，其特征在于：所述异质原子掺杂的三维介孔碳材料包括氮原子掺杂的三维介孔碳材料、硫原子掺杂的三维介孔碳材料、磷原子掺杂的三维介孔碳材料或同时掺杂有氮原子、硫原子和磷原子中两种或两种以上的三维介孔碳材料。

3.根据权利要求1所述的异质原子掺杂介孔碳/锡复合负极材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述的含掺杂异质原子的化合物为含氮原子的化合物、硫原子的化合物、磷原子的化合物中的一种、两种或两种以上化合物的混合物，或者为同时含氮原子、硫原子、磷原子中的两种原子或两种以上原子的化合物。

4.根据权利要求3所述的异质原子掺杂介孔碳/锡复合负极材料的制备方法，其特征在于：

所述的含氮原子的化合物包括三聚氰胺、尿素和苯胺中的一种、两种或两种以上的混合物；

所述的含硫原子的化合物包括对甲苯磺酸、硫单质和硫代硫酸钠中的一种、两种或两种以上的混合物；

所述的含磷原子的化合物包括三苯基磷、赤磷和次磷酸钠中的一种、两种或两种以上的混合物。

5.根据权利要求3所述的异质原子掺杂介孔碳/锡复合负极材料的制备方法，其特征在于：含掺杂异质原子的化合物为同时含氮原子、硫原子、磷原子中的两种原子或两种以上原子的化合物时，

同时含有氮原子和硫原子的化合物包括硫脲、氨硫脲、硫酸铵化合物中的一种、两种或两种以上的混合物；

同时含有氮原子和磷原子的化合物包括布他磷、磷酸脲、磷酸铵化合物中的一种、两种或两种以上的混合物；

同时含有硫原子和磷原子的化合物包括硫代磷酸钠；

同时含有氮原子、硫原子和磷原子的化合物包括苯磷硫胺、甲基吡啶磷、焦磷酸硫胺素化合物中的一种、两种或两种以上的混合物。

6.根据权利要求1所述的异质原子掺杂介孔碳/锡复合负极材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)所述保护气氛包括氩气、氮气或氩气与氢气的混合气，混合气中氩气与氢气的体积比为（9~19）：1。

7.根据权利要求1所述的异质原子掺杂介孔碳/锡复合负极材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)所述热解反应的温度为500~1200 ^oC，升温速率为2~20 ^oC/min，保温时间为0.5~8 h。

8.权利要求1-7中任一项所述的制备方法制备得到的异质原子掺杂介孔碳/锡复合负极材料。

9.权利要求8所述的异质原子掺杂介孔碳/锡复合材料在制备锂离子电池负极中的应用。