一种基于壳聚糖及其衍生物多孔碳电极材料及其制备方法和用途

摘要

本发明公开了一种基于壳聚糖及其衍生物的多孔碳电极材料及其制备方法和用途。该多孔碳电极材料采用硬模板碳化的方法，以中空氧化硅球为模板，以壳聚糖及其衍生物为碳源前驱物，通过液相浸渍、高温碳化和模板去除等工艺步骤，得到适用于锂离子电池及超级电容器的多孔碳电极材料。本发明制得的多孔碳同时具有氮掺杂和大孔-介孔-微孔分级孔道结构的特征，且可通过使用不同类型的壳聚糖对氮掺杂含量进行控制，通过改变氧化硅球的粒径大小、壁厚和调节壳聚糖溶液的质量对分级孔道结构进行控制。该方法获得的多孔碳电极材料的比容量与商业化石墨相比显著增加，倍率性能保持良好。该电极材料制备工艺简单，对设备要求不苛刻，适于产业化生产。