[发明专利]一种可用于锂离子电池负极的氧化锌/氮掺杂碳复合材料的制备方法

摘要

本发明为一种可用于锂离子电池负极的氧化锌/氮掺杂碳复合材料的制备方法。该方法应用低温聚合反应制备出聚吡咯，再用聚吡咯烧制制备出氮掺杂碳，之后用溶胶凝胶法制备出氧化锌/氮掺杂碳复合材料。相对于其他碳材料，本发明的氮掺杂碳中的氮元素可以改变碳原子周围的电子云分布，有效防止碳原子的团聚，使得氮掺杂碳材料相较与普通其他碳材料有更优异的导电性和化学稳定性。

主权项

一种锂离子电池用氧化锌/氮掺杂碳材料复合材料的制备方法，其特征为包括如下步骤：步骤一：将CTAB溶解在去离子水中，再加入吡咯，搅拌2‑10h后冷却到1‑10℃；其中，每升溶剂加6.67～20g CTAB、0.667～6mL吡咯；步骤二：将氧化剂溶液冷却到1‑10℃后加入到上步得到的溶液中聚合反应12‑24h，然后将沉淀过滤，清洗，之后再在50‑70℃下干燥过夜，得到聚吡咯；其中，摩尔比氧化剂：吡咯单体＝1：1～10；氧化剂溶液的浓度为每20‑80ml去离子水含2‑8g氧化剂；所述的氧化剂为过硫酸铵；步骤三：把上步得到的聚吡咯按2‑10℃/min的速度升至300‑800℃后保温碳化1‑5h得到氮掺杂碳；步骤四：将得到的的氮掺杂碳加入到溶剂中搅拌；其中，每30ml溶剂加0.008‑0.08g氮掺杂碳；步骤五：另将锌盐加入到溶剂中搅拌；每100ml溶剂加入0.1‑3g锌盐；步骤六：另将氢氧化锂加入到溶剂中搅拌；每130mL溶剂加0.1‑1g氢氧化锂；氢氧化锂与锌盐按照15:1‑1:2的摩尔比；步骤七：把步骤四中的溶液倒入步骤五的溶液持续搅拌；其中，质量比氮掺杂碳：锌盐＝1：1.25～100；步骤八：把步骤六中溶液在5～20min内滴加到步骤七中溶液，持续搅拌24‑48h；步骤九：经离心、清洗、干燥得到氧化锌/氮掺杂碳复合材料；所述的步骤四、五和六中的溶剂均为去离子水或无水乙醇；所述的步骤五中的锌盐为乙酸锌、氯化锌或硝酸锌。