一种碳量子点掺杂硬碳复合材料及其制备方法和应用与流程

技术特征：

1.一种碳量子点掺杂硬碳复合材料的制备方法，其特征在于，包括：将纤维素和/或纤维素酯置于惰性气氛中升温至150～250℃进行初步热解，再升温至650～750℃进行烧制。

2.根据权利要求1所述的碳量子点掺杂硬碳复合材料的制备方法，其特征在于，所述纤维素酯的结构式为：

其中，n为20～20000的正整数，r分别独立选自氢原子、且不同时为氢原子；

l1选自单键、c1～c10取代或未取代的亚烷基、c6～c10取代或未取代的亚芳基，其中，取代是指被下列一个或多个取代基所取代：羟基、羰基、硝基、氨基、亚氨基、酯基；

r1选自氢原子、卤素原子、硫原子、磷原子、氨基、羟基、c1～c10的烷基；r2～r5分别独立选自氢原子、c1～c10的烷基。

3.根据权利要求2所述的碳量子点掺杂硬碳复合材料的制备方法，其特征在于，所述纤维素酯中r基团的取代度为35～39％。

4.根据权利要求3所述的碳量子点掺杂硬碳复合材料的制备方法，其特征在于，所述纤维素酯选自醋酸丁酸纤维素、醋酸丙酸纤维素中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的碳量子点掺杂硬碳复合材料的制备方法，其特征在于，所述惰性气体选自氮气、氖气、氩气、氪气、氙气、氡气中的至少一种。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的碳量子点掺杂硬碳复合材料的制备方法，其特征在于，所述初步热解的时间为1～3h；和/或，所述烧制的时间为1～3h。

7.一种碳量子点掺杂硬碳复合材料，其特征在于，由权利要求1至6中任一项所述的碳量子点掺杂硬碳复合材料的制备方法制得。

8.权利要求7所述的碳量子点掺杂硬碳复合材料作为充电电池负极材料的应用。

9.一种负极极片，其特征在于，包括集流体和覆设于所述集流体上的负极材料层，所述负极材料层的材料包括权利要求7所述的碳量子点掺杂硬碳复合材料。

10.一种充电电池，其特征在于，包括权利要求9所述的负极极片。

技术总结
本发明公开了一种碳量子点掺杂硬碳复合材料及其制备方法和应用，该碳量子点掺杂复合材料的制备方法包括将纤维素和/或纤维素酯置于惰性气体中升温至150～250℃进行初步热解，再升温至650～750℃进行烧制，其制备方法简单、高效，成本低廉，所得碳量子点掺杂硬碳复合材料可用作负极材料，进而用于制备充电电池，金属离子可以在碳量子点掺杂硬碳复合材料中嵌入、吸附、沉积或脱出、溶解，不会发生结构的破坏，不会造成电池短路现象，同时可改善充电电池的性能；且该复合材料具有多孔结构，不仅可为金属沉积提供活性吸附点，也可为金属离子的嵌入、吸附、沉积或脱出提供空间和通道，提高电池的储存容量，提高电池的安全性能和电化学性能。

技术研发人员：郭媛媛;王耀;邓勇;周国富
受保护的技术使用者：华南师范大学;深圳市国华光电科技有限公司;深圳市国华光电研究院
技术研发日：2021.04.20
技术公布日：2021.08.17