[发明专利]一种氮磷氯共掺杂碳材料及其制备方法和其在锂电池中的应用

权利要求书

1.一种氮磷氯共掺杂碳材料，其特征在于，所述氮磷氯共掺杂碳材料中，氮的掺杂量为5％-10wt％，氯的掺杂量为7％-30wt％，磷的掺杂量为7％-13wt％。

2.如权利要求1所述的氮磷氯共掺杂碳材料，其特征在于，所述氮磷氯共掺杂碳材料的比表面积为5-2500m²/g，电导率为180-4*10³S/m。

3.一种如权利要求1或2所述的氮磷氯共掺杂碳材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将PCl₅和NH₄Cl加入到含氯有机溶剂中进行溶剂热反应；

(2)将生物质粉料加入步骤(1)后的反应产物中搅拌，对搅拌后的混合物进行离心、洗涤、干燥，得到氮磷氯共掺杂碳材料前驱体；

(3)在惰性气体的保护下，将所述氮磷氯共掺杂碳材料前驱体进行高温热处理，得到氮磷氯共掺杂碳材料。

4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，溶剂热反应的温度为80-200℃，反应的时间为1-5h。

5.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，搅拌在常温下进行，搅拌的时间为3-15h；干燥为真空干燥，干燥的温度为60-120℃，时间为4-24h。

6.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，高温热处理的温度为600～1300℃，热处理的时间为0.5～4h。

7.如权利要求3～6中任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述含氯有机溶剂为氯苯、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷、二氯乙烷、氯乙烷、氯丙烷、氯丁烷中的一种或几种。

8.如权利要求3～6中任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，PCl₅、NH₄Cl、含氯有机溶剂的质量比为1-3:1:0.5-3；

步骤(2)中，生物质粉料和步骤(1)反应产物的质量比为1：0.2-2。

9.一种权利要求1～2所述的或者由权利要求3～8中任一项所述的制备方法获得的氮磷氯共掺杂碳材料作为锂电池导电剂在锂电池中的应用。

10.如权利要求9所述的应用，其特征在于，所述氮磷氯共掺杂碳材料的添加量为锂电池正极材料质量的0.005％-0.015％。