[发明专利]一种磷-金属聚酞菁/碳复合材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种制备磷-金属聚酞菁/碳复合材料的制备方法，其特征在于，所述磷-金属聚酞菁/碳复合材料是由红磷、金属聚酞菁和碳材料构成具有良好协同效应的磷-金属聚酞菁/碳复合体系，其中，红磷作为活性中心，金属聚酞菁作为具有电化学储锂活性的电催化助剂，碳材料作为导电网络的基体材料，所述制备方法具有如下步骤：

S1、研磨单质红磷；

S2、制备金属聚酞菁；

S3、将步骤S1与S2所得产物按比例混合均匀，研磨得到磷-金属聚酞菁混合物；

S4、将步骤S3得到的磷-金属聚酞菁混合物进行球磨处理，得到均匀磷-金属聚酞菁复合材料；

S5、将步骤S4得到的磷-金属聚酞菁复合材料与碳材料按比例混合研磨，得到较均匀磷-金属聚酞菁/碳混合物；

S6、将步骤S5得到的磷-金属聚酞菁/碳混合物通过高能球磨法处理，得到均匀磷-金属聚酞菁/碳复合材料。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，

所述磷为单质红磷；

所述金属聚酞菁是以不同金属为中心的聚酞菁，其中金属是指铁、钴、镍、铜中的一种，与红磷以及碳材料均匀混合；

所述碳材料为颗粒度为100目～200目的氧化石墨烯或活性炭，碳纳米管以及其混合物。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1的具体步骤如下：将单质红磷在氩气或其他惰性气体保护下，在玛瑙研钵中手工研磨30分钟以上。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S2的具体步骤如下：

制备金属聚酞菁所需原料为：尿素，钼酸铵，氯化铵，均苯甲酸酐，邻苯二甲酸酐以及金属氯化物，所述金属氯化物是指氯化铁、六水合氯化钴、六水合氯化镍、二水合氯化铜中的一种，将以上原料按各自预设的质量置于玛瑙研钵中，研磨成粉末，混合均匀置于坩埚，并在鼓风干燥箱中升温，升温速率为2～5℃min^-1，加热反应温度为200～230℃，保温时间为2～5h，然后用去离子水、乙醇、丙酮以及四氢呋喃溶剂依次淋洗所得产物，抽滤，将产物置于真空干燥箱60～80℃烘干8～12h，得到金属聚酞菁。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，红磷与金属聚酞菁按照一定质量比为1:1～9:1混合均匀。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中，球磨转速为300rpm～500rpm，球磨时间为10h～30h。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S5的具体步骤如下：将步骤S4得到的磷-金属聚酞菁复合材料与碳材料按1:1～9:1的比例在氩气保护下，在玛瑙研钵中进行手工研磨。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S6中，所述高能球磨法指在99％以上纯度的氩气或其他惰性气体保护下进行球磨，球磨转速为300rpm～500rpm，球磨时间为10h～30h。

9.一种权利要求1所述的制备方法制备的磷-金属聚酞菁/碳复合材料作为锂离子电池负极的应用。