本發(fā)明涉及一種電極材料，特別是涉及一種以1-乙基-3-甲基咪唑二氰胺為碳源制得的銻/氮摻雜碳復合物及其制備方法，以及該銻/氮摻雜碳復合物作為鈉離子電池負極材料的應用。

背景技術(shù)：

目前常見的化學電源包括鉛酸電池、金屬氫化物鎳電池、鎳鎘電池和鋰離子電池。這些化學電源在當今人類生活和國民經(jīng)濟的發(fā)展中都起到了舉足輕重的作用。其中鉛酸電池材料價格低廉、技術(shù)發(fā)展成熟，故其應用最為廣泛。但鉛酸電池能量密度低，并含有重金屬元素鉛，對環(huán)境產(chǎn)生嚴重的污染。鉛酸電池的這些局限性限制了其應用范圍的進一步擴大。社會的迅速發(fā)展對電池技術(shù)提出了更高的要求，發(fā)展新型環(huán)保型電池已經(jīng)成為趨勢。鋰離子電池因其能量密度高、循環(huán)壽命長而被廣泛應用于便攜式電子設(shè)備、混合動力汽車和純電動汽車領(lǐng)域。但是，鋰的地殼含量低(0.0065％)、地理分布不均勻、成本高使得鋰離子電池無法滿足日益增加的大規(guī)模能源存儲需求。近年來，鈉離子電池作為鋰離子電池的替代品倍受關(guān)注，這主要是因為鈉離子電池具有原料價格便宜、資源豐富、環(huán)境友好等優(yōu)點。

迄今為止，人們已經(jīng)制備出多種鈉離子電池正極材料，而鈉離子電池負極材料的發(fā)展卻相當緩慢。因此，設(shè)計與制備高性能的負極材料是鈉離子電池發(fā)展的當務(wù)之急。銻具有較高理論容量(660mah·g^-1)、導電性好，這使其成為一種有前景的鈉離子電池負極材料。然而，銻在脫嵌鈉過程中存在著嚴重的體積變化，易造成銻顆粒粉化、失去電接觸，最終導致循環(huán)穩(wěn)定性較差。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

發(fā)明目的：本發(fā)明的目的是提供一種綠色環(huán)保、工藝簡單的制備銻/氮摻雜碳復合物的方法，并提供一種具有優(yōu)異的電化學性能的鈉離子電池負極材料。

技術(shù)方案：一種以1-乙基-3-甲基咪唑二氰胺為碳源制備銻/氮摻雜碳復合物的方法，該方法包括以下步驟：

1)將三氯化銻溶于甲醇中，形成澄清溶液，得到溶液a；

2)將1-乙基-3-甲基咪唑二氰胺溶于甲醇中，得到溶液b；

3)在劇烈攪拌下將所述溶液b倒入所述溶液a中，將兩種溶液充分混合后靜置，離心收集凝膠狀白色固體，用甲醇離心洗滌；

4)將步驟3)所得產(chǎn)物在h2/ar混合氣氛下碳化，得到所述銻/氮摻雜碳復合物。

該方法中，加入的1-乙基-3-甲基咪唑二氰胺與三氯化銻的質(zhì)量比為7∶10～9∶10。

步驟3)中，靜置時間為10～20h；用甲醇離心洗滌的次數(shù)為3～6次。

步驟4)中，碳化是將步驟3)所得產(chǎn)物置于管式爐中，使管式爐以4～10℃·min^-1的速率升溫至550～650℃后保持2～4h；h2/ar混合氣氛中，h2的體積百分比為5％～10％。

本發(fā)明方法以不揮發(fā)、不可燃的離子液體1-乙基-3-甲基咪唑二氰胺為碳源，將銻和離子液體進行混合溶解、離心、碳化等處理后得到銻/氮摻雜碳復合物。因此，本發(fā)明另一方面提供一種銻/氮摻雜碳復合物，該銻/氮摻雜碳復合物由上述方法制備得到。采用x射線粉末衍射儀(xrd)、x射線光電子能譜(xps)測試所得銻/氮摻雜碳復合物的成份；利用掃描電子顯微鏡(sem)、透射電子顯微鏡(tem)、選區(qū)電子衍射(saed)和高分辨透射電子顯微鏡(hrtem)分析所得銻/氮摻雜碳復合物的尺寸、形貌和微結(jié)構(gòu)等。結(jié)果表明，所述銻/氮摻雜碳復合物表面光滑，無定型的碳基底中有均勻分布的納米尺寸銻，且碳基底中摻雜有氮，銻納米晶粒被氮摻雜碳均勻包覆。

將銻/氮摻雜碳復合物用作鈉離子電池負極材料對其進行電化學性能的測試，結(jié)果表明，所述銻/氮摻雜碳復合物具有優(yōu)異的電化學性能，首圈充/放電比容量為440/720mahg^-1，循環(huán)150圈后，+充/放電比容量仍可385.4/395mahg^-1，容量保持率達87.5％/54.8％，且倍率性能優(yōu)異。因此，本發(fā)明另一方面提供上述銻/氮摻雜碳復合物作為鈉離子電池負極材料的應用，并提供一種鈉離子電池負極材料，該鈉離子電池負極材料包含上述銻/氮摻雜碳復合物。

有益效果：本發(fā)明的制備銻/氮摻雜碳復合物的方法以三氯化銻、離子液體1-乙基-3-甲基咪唑二氰胺離子液體為原料，通過混合、離心和熱解得到一種銻/氮摻雜碳復合物。該方法工藝簡單，使用的原料綠色環(huán)保，適合于批量生產(chǎn)，制得的銻/氮摻雜碳復合物具有優(yōu)異的電化學性能，可作為理想的鈉離子電池負極材料取代可逆容量低的硬碳應用于鈉離子電池，是一種有前景的鈉離子電池負極材料。

附圖說明

圖1a為銻/氮摻雜碳復合物的掃描電鏡(sem)圖，該圖顯示熱解得到的復合物表面光滑，表明銻被氮摻雜碳包覆；圖1b為銻/氮摻雜碳復合物的透射電鏡(tem)圖，該圖顯示銻在復合物中平均尺寸約為15nm，且均勻分布在碳基底中；圖1c為銻/氮摻雜碳復合物的選區(qū)電子衍射(saed)圖，該圖顯示在無定型的碳基底中有一些的六方晶系的銻納米晶形成；圖1d為銻/氮摻雜碳復合物的高分辨透射電鏡(hrtem)圖，該圖顯示銻晶粒中的晶面間距為0.31nm，銻納米晶粒被氮摻雜碳均勻包覆。

圖2a為銻/氮摻雜碳復合物(sb@nc)的x射線衍射(xrd)圖，該圖顯示銻的特征峰(012)出現(xiàn)在28.7°，與0.31nm的晶面間距相對應，這和hrtem觀察到的結(jié)果相一致；圖2b為銻/氮摻雜碳復合物(sb@nc)及離子液體衍生的氮摻雜碳(nc)的xps圖，該圖表明，與離子液體衍生的氮摻雜碳相比，n的信號可以清楚地看到，高分辨率n1sxps光譜顯示在399.1ev處出現(xiàn)的新峰，這可能與sbcl3/emim-dca在還原氣氛(h2/ar)的熱解期間產(chǎn)生sb-n-c鍵有關(guān)。

圖3a為銻/氮摻雜碳復合物(sb@nc)的充/放電曲線圖，該圖顯示，首圈充放電容量分別為440和720mah·g^-1，庫侖效率為61％左右；首圈大的不可逆容量損失(39％)通常是由于在首圈放電過程中電解液分解并在復合物表面形成固體電解質(zhì)膜造成的；圖3b是銻/氮摻雜碳復合物(sb@nc)、氮摻雜碳(nc)以及銻納米晶(sb)循環(huán)性能圖，圖3c是高含量-銻/氮摻雜碳復合物(h-sb@nc)和低含量-銻/氮摻雜碳復合物(l-sb@nc)循環(huán)性能圖(基于tga結(jié)果，得到的sb含量的高低來命名為高、低含量銻/氮摻雜碳復合物)、銻/蔗糖熱解碳復合物(sb@sc)、銻/聚丙烯腈熱解碳復合物(sb@pnc)循環(huán)性能圖，循環(huán)性能圖(圖3b、3c)是在電壓范圍為0.01-2vvsna/na⁺，電流密度為100mag^-1的條件下，7種材料的循環(huán)性能，銻/氮摻雜碳復合物首圈放電容量720mah·g^-1，循環(huán)100圈之后可逆容量分別為395mah·g^-1，高于其他六種材料的容量；圖3d是銻/氮摻雜碳復合物(sb@nc)、銻/蔗糖熱解碳復合物(sb@sc)、銻/聚丙烯腈熱解碳復合物(sb@pnc)倍率性能圖，倍率性能圖(圖3d)顯示銻/氮摻雜碳復合物(sb@nc)即使在高電流密度下，如2或5a·g^-1，其容量保持率仍可保持在63.9或53.1％，對應于285或237mah·g^-1的容量。

具體實施方式

實施例1

(1)銻/氮摻雜碳復合物的制備

稱取400mg三氯化銻溶解在5ml甲醇中以形成澄清溶液，將該澄清溶液命名為溶液a。將500mg1-乙基-3-甲基咪唑二氰胺離子液體溶解在5ml甲醇中得到溶液b。在劇烈攪拌下將溶液b倒入溶液a中，得到均一的溶液后終止攪拌。靜置12h后，通過離心收集白色固體，用甲醇將白色固體洗滌并離心5次。隨后，將所得產(chǎn)物置于瓷舟中并轉(zhuǎn)移到管式爐中，在h2/ar(5∶95v/v)氣氛下以5℃/min的升溫速率升溫至600℃，然后在600℃下保持2h，得到黑色的銻/氮摻雜的碳復合物(sb@nc)。

(2)銻/氮摻雜碳復合物的表征

利用sem、tem、saed以及hrtem圖分析所得銻/氮摻雜碳復合物的尺寸、形貌和微結(jié)構(gòu)。圖1a為銻/氮摻雜碳復合物的掃描電鏡(sem)圖，該圖顯示熱解得到的復合物表面光滑，表明銻被氮摻雜碳包覆。圖1b為銻/氮摻雜碳復合物的透射電鏡(tem)圖，由該圖可看出銻在復合物中銻顆粒平均尺寸約為15nm，且均勻分布在碳基底中。圖1c為銻/氮摻雜碳復合物的選區(qū)電子衍射(saed)圖，該圖表明無定型的碳基底中有一些的六方晶系的銻納米晶形成。圖1d為銻/氮摻雜碳復合物的高分辨透射電鏡(hrtem)圖，該圖顯示銻晶粒中的晶面間距為0.31nm，較大的晶面間距有利于na⁺的嵌入與合金化。

采用xrd(jcpdscardno.35-0732)測試所得銻/氮摻雜碳復合物的成分。圖2a為銻/氮摻雜碳復合物(sb@nc)的x射線衍射(xrd)圖，該圖顯示銻的特征峰(012)出現(xiàn)在28.7°，與0.31nm的晶面間距相對應，這和hrtem觀察到的結(jié)果相一致，證明熱解所得到復合物中銻為納米晶體。圖2b為銻/氮摻雜碳復合物(sb@nc)及離子液體衍生的氮摻雜碳(nc)的xps圖，該圖顯示，與離子液體衍生的氮摻雜碳相比，n的信號可以清楚地看到，高分辨率n1sxps光譜顯示在399.1ev處出現(xiàn)的新峰，這可能與sbcl3/emim-dca在還原氣氛(h2/ar)的熱解期間產(chǎn)生sb-n-c鍵有關(guān)，xps圖(圖2b)分析表明在銻/氮摻雜碳復合物中可能形成sb-n-c鍵，有利于提高它的儲鈉性能。

(3)電化學性能測試

以去離子水作為溶劑，將本實施例制得的銻/氮摻雜碳復合物(sb@nc)與炭黑、羧甲基纖維素鈉以7∶2∶1的質(zhì)量比研磨混合均勻，將所得的均勻漿體涂抹在cu箔上并將其在40℃下真空干燥12h，制得負載量為0.8-1.2mgcm^-2的電極片。使用1moll^-1naclo4的碳酸乙烯酯/碳酸丙烯酯/氟代碳碳酸乙烯酯(體積比為1∶1∶0.1)溶液作為鈉離子電池電解液，玻璃纖維和純鈉金屬箔分別作為鈉離子電池隔膜和對電極。電化學性能的測試采用cr2032電池。所有有關(guān)電池的操作都在充滿氬氣氣氛的手套箱中進行。

電池的恒電流充放電測試在室溫下，用藍電ct2001a多通道電池測試系統(tǒng)，在0.01-2vvsna/na⁺固定電壓范圍內(nèi)進行。循環(huán)伏安(cv)和電化學阻抗譜(eis)用parstat4000電化學工作站進行測試。cv在0.1mvs^-1的掃速下進行，eis則在頻率范圍在100khz到10mhz，振幅為10.0mv的正弦波下進行。具體的性能見圖3。圖3a為銻/氮摻雜碳復合物(sb@nc)的充/放電曲線圖，該圖顯示，首圈充放電容量分別為440和720mah·g^-1，庫侖效率為61％左右；首圈大的不可逆容量損失(39％)是由于在首圈放電過程中電解液分解并在復合物表面形成固體電解質(zhì)膜造成的。圖3b是銻/氮摻雜碳復合物(sb@nc)循環(huán)性能圖，銻/氮摻雜碳復合物首圈放電容量720mah·g^-1，循環(huán)100圈之后可逆容量分別為395mah·g^-1。圖3d是銻/氮摻雜碳復合物(sb@nc)、銻/蔗糖熱解碳復合物(sb@sc)、銻/聚丙烯腈熱解碳復合物(sb@pnc)倍率性能圖，倍率性能圖(圖3d)顯示銻/氮摻雜碳復合物(sb@nc)即使在高電流密度下，如在2或5a·g^-1，其容量保持率仍可保持在63.9或53.1％，對應于285或237mah·g^-1的容量。

對比例1

(1)高含量-銻/氮摻雜的碳復合物(h-sb@nc)的制備

稱取500mg三氯化銻溶解在5ml甲醇中以形成澄清溶液，命名為溶液a。將500mg1-乙基-3-甲基咪唑二氰胺離子液體溶解在5ml甲醇中得到溶液b。在劇烈攪拌下將溶液b倒入溶液a中，得到均一的溶液后終止攪拌。靜置12h后，通過離心收集白色固體，用甲醇將白色固體洗滌并離心5次。隨后，將所得產(chǎn)物轉(zhuǎn)入瓷舟中并轉(zhuǎn)移到管式爐中，在h2/ar(5∶95v/v)氣氛下以5℃/min的升溫速率升溫至600℃，然后在600℃下保持2h，得到黑色高含量-銻/氮摻雜的碳復合物(h-sb@nc)。

(2)電化學性能測試

以去離子水作為溶劑，將步驟(1)制得的高含量-銻/氮摻雜的碳復合物(h-sb@nc)與炭黑、羧甲基纖維素鈉以7∶2∶1的質(zhì)量比研磨混合均勻，將所得的均勻漿體涂抹在cu箔上并將其在40℃下真空干燥12h，制得負載量為0.8-1.2mgcm^-2的電極片。使用1moll^-1naclo4的碳酸乙烯酯/碳酸丙烯酯/氟代碳碳酸乙烯酯(體積比為1∶1∶0.1)溶液作為鈉離子電池電解液，玻璃纖維和純鈉金屬箔分別作為鈉離子電池隔膜和對電極。電化學性能的測試采用cr2032電池。所有有關(guān)電池的操作都在充滿氬氣氣氛的手套箱中進行。

對所得高含量-銻/氮摻雜的碳復合物(h-sb@nc)進行鈉離子電池性能測試，具體過程和條件參數(shù)與實施例1相同，具體的測試結(jié)果見圖3。如圖3所示，循環(huán)性能圖(圖3c)表明該材料的首圈充/放電容量407/624mahg^-1；循環(huán)100圈之后充/放電容量降至285/292mahg^-1，容量保持率為70.0％/46.8％，明顯低于銻/氮摻雜碳復合物(sb@nc)的循環(huán)性能。

對比例2

(1)低含量-黑色銻/氮摻雜的碳復合物(l-sb@nc)的制備

稱取320mg三氯化銻溶解在5ml甲醇中以形成澄清溶液，命名為溶液a。將500mg1-乙基-3-甲基咪唑二氰胺離子液體溶解在5ml甲醇中，得到溶液b。在劇烈攪拌下將溶液b倒入溶液a中，得到均一的分散液后終止攪拌。靜置12h，通過離心收集白色固體，用甲醇將白色固體洗滌并離心5次。隨后，將所得產(chǎn)物置于瓷舟中并轉(zhuǎn)移到管式爐中，在h2/ar(5∶95v/v)氣氛下以5℃/min的升溫速率升溫至600℃，然后在600℃下保持2h，得到低含量-黑色銻/氮摻雜的碳復合物(l-sb@nc)。

(2)電化學性能測試

以去離子水作為溶劑，將步驟(1)制得的低含量-黑色銻/氮摻雜的碳復合物(l-sb@nc)與炭黑、羧甲基纖維素鈉以7∶2∶1的質(zhì)量比研磨混合均勻，將所得的均勻漿體涂抹在cu箔上并將其在40℃下真空干燥12h，制得負載量為0.8-1.2mgcm^-2的電極片。使用1moll^-1naclo4的碳酸乙烯酯/碳酸丙烯酯/氟代碳碳酸乙烯酯(體積比為1∶1∶0.1)溶液作為鈉離子電池電解液，玻璃纖維和純鈉金屬箔分別作為鈉離子電池隔膜和對電極。電化學性能的測試采用cr2032電池。所有有關(guān)電池的操作都在充滿氬氣氣氛的手套箱中進行。

如圖3所示，循環(huán)性能圖(圖3c)表明該材料的首圈充/放電容量374/584mahg^-1；循環(huán)100圈之后容量降至314/319mahg^-1，容量保持率為91.5％/54.6％，容量保持率雖然不低，但是容量明顯低于銻/氮摻雜碳復合物(sb@nc)的循環(huán)性能。

對比例3

(1)銻/蔗糖熱解碳復合物(sb@sc)的制備

稱取400mg三氯化銻溶解在5ml甲醇中以形成澄清溶液，命名為溶液a。將500mg蔗糖溶解在5ml甲醇中得到溶液b。在劇烈攪拌下將溶液b倒入溶液a中，得到均一的分散液后終止攪拌。靜置12h后，通過離心收集白色固體，用甲醇將該白色固體洗滌并離心5次。隨后，將所得產(chǎn)物置于瓷舟中并轉(zhuǎn)移到管式爐中，在h2/ar(5∶95v/v)氣氛下以5℃/min的升溫速率升溫至600℃，然后在600℃下保持2小時，得到黑色銻/蔗糖熱解碳復合物(sb@sc)。

(2)電化學性能測試

以去離子水作為溶劑，將步驟(1)制得的銻/蔗糖熱解碳復合物(sb@sc)與炭黑、羧甲基纖維素鈉以7∶2∶1的質(zhì)量比研磨混合均勻，將所得的均勻漿體涂抹在cu箔上并將其在40℃下真空干燥12h，制得負載量為0.8-1.2mgcm^-2的電極片。使用1moll^-1naclo4的碳酸乙烯酯/碳酸丙烯酯/氟代碳碳酸乙烯酯(體積比為1∶1∶0.1)溶液作為鈉離子電池電解液，玻璃纖維和純鈉金屬箔分別作為鈉離子電池隔膜和對電極。電化學性能的測試采用cr2032電池。所有有關(guān)電池的操作都在充滿氬氣氣氛的手套箱中進行。

如圖3所示，循環(huán)性能圖(圖3c)顯示該材料的首圈充/放電比容量為281/501mahg^-1；在循環(huán)100圈后，充/放電比容量為215/219mahg^-1，容量保持率為76.8％/43.6％，低于銻/氮摻雜碳復合物的循環(huán)性能。倍率性能圖(圖3d)顯示該材料在5ag^-1電流密度下，容量為200mahg^-1，倍率性能明顯低于銻/氮摻雜碳復合物(sb@nc)的倍率性能。

對比例4

(1)銻/聚丙烯腈熱解碳復合物(sb@pnc)的制備

稱取400mg三氯化銻溶解在5mln，n-二甲基甲酰胺中以形成澄清溶液，命名為溶液a。將500mg聚丙烯腈溶解在5mln，n-二甲基甲酰胺中得到溶液b。在劇烈攪拌下將溶液b倒入溶液a中，得到均一的分散液后終止攪拌。12小時后，通過離心收集白色固體。用甲醇將白色固體洗滌并離心5次。隨后，將所得產(chǎn)物置于瓷舟中并轉(zhuǎn)移到管式爐中，在h2/ar(5∶95v/v)氣氛下以5℃/min的升溫速率升溫至600℃，然后在600℃下保持2小時，得到黑色銻/聚丙烯腈熱解碳復合物。

(2)電化學性能測試

以去離子水作為溶劑，將步驟(1)制得的銻/聚丙烯腈熱解碳復合物(sb@pnc)與炭黑、羧甲基纖維素鈉以7∶2∶1的質(zhì)量比研磨混合均勻，將所得的均勻漿體涂抹在cu箔上并將其在40℃下真空干燥12h，制得負載量為0.8-1.2mgcm^-2的電極片。使用1moll^-1naclo4的碳酸乙烯酯/碳酸丙烯酯/氟代碳碳酸乙烯酯(體積比為1∶1∶0.1)溶液作為鈉離子電池電解液，玻璃纖維和純鈉金屬箔分別作為鈉離子電池隔膜和對電極。電化學性能的測試采用cr2032電池。所有有關(guān)電池的操作都在充滿氬氣氣氛的手套箱中進行。

如圖3所示，循環(huán)性能圖(圖3c)顯示該材料的首圈充/放電比容量為217/376mahg^-1；在循環(huán)100圈后，充/放電比容量為167/168mahg^-1，容量保持率為76.7％/44.5％，低于銻/氮摻雜碳復合物的循環(huán)性能。倍率性能圖(圖3d)顯示該材料在5ag^-1電流密度下，容量為110mahg^-1，倍率性能明顯低于銻/氮摻雜碳復合物(sb@nc)的倍率性能。

對比例5

(1)氮摻雜碳化合物(nc)的制備

將1.0ml的1-乙基-3-甲基咪唑二氰胺放入瓷舟中并轉(zhuǎn)入管式爐中，在h2/ar(5∶95v/v)氣氛下以5℃/min的升溫速率升溫至600℃，然后在600℃下保持2h，得到黑色氮摻雜碳化合物(nc)。

(2)電化學性能測試

以去離子水作為溶劑，將步驟(1)制得的氮摻雜碳化合物(nc)與炭黑、羧甲基纖維素鈉以7∶2∶1的質(zhì)量比研磨混合均勻，將所得的均勻漿體涂抹在cu箔上并將其在40℃下真空干燥12h，制得負載量為0.8-1.2mgcm^-2的電極片。使用1moll^-1naclo4的碳酸乙烯酯/碳酸丙烯酯/氟代碳碳酸乙烯酯(體積比為1∶1∶0.1)溶液作為鈉離子電池電解液，玻璃纖維和純鈉金屬箔分別作為鈉離子電池隔膜和對電極。電化學性能的測試采用cr2032電池。所有有關(guān)電池的操作都在充滿氬氣氣氛的手套箱中進行。

如圖3所示，循環(huán)性能圖(圖3b)顯示該材料的首圈充/放電比容量為90/302mahg^-1；在循環(huán)100圈后，充/放電比容量為116/117mahg^-1，容量保持率為77.3％/38.8％，低于銻/氮摻雜碳復合物(sb@nc)的循環(huán)性能。

對比例6

(1)銻納米晶體(sb)的制備

在氬氣保護下，將0.45gnabh4溶解在含有13mln，n-二甲基甲酰胺的單口燒瓶中，并加熱至60℃。隨后，通過注射器立即向該單口燒瓶中注入溶解有0.68gsbcl3的2mln，n-二甲基甲酰胺溶液。單口燒瓶中的反應物迅速變黑，使用冰水浴快速冷卻。冷卻至室溫后，通過離心收集生成的銻納米晶體(sb)，用去離子水洗滌數(shù)次，40℃下干燥過夜。

(2)電化學性能測試

以去離子水作為溶劑，將步驟(1)制得的銻納米晶體(sb)與炭黑、羧甲基纖維素鈉以7∶2∶1的質(zhì)量比研磨混合均勻，將所得的均勻漿體涂抹在cu箔上并將其在40℃下真空干燥12h，制得負載量為0.8-1.2mgcm^-2的電極片。使用1moll^-1naclo4的碳酸乙烯酯/碳酸丙烯酯/氟代碳碳酸乙烯酯(體積比為1∶1∶0.1)溶液作為鈉離子電池電解液，玻璃纖維和純鈉金屬箔分別作為鈉離子電池隔膜和對電極。電化學性能的測試采用cr2032電池。所有有關(guān)電池的操作都在充滿氬氣氣氛的手套箱中進行。

如圖3所示，循環(huán)性能圖(圖3b)顯示該材料的首圈充/放電比容量為390/592mahg^-1；在循環(huán)100圈后，充/放電比容量為40/42mahg^-1，容量保持率為10.3％/7.0％，低于銻/氮摻雜碳復合物(sb@nc)的循環(huán)性能。

實施例2

稱取400mg三氯化銻溶解在5ml甲醇中以形成澄清溶液，命名為溶液a。將500mg1-乙基-3-甲基咪唑二氰胺離子液體溶解在5ml甲醇中，得到溶液b。在劇烈攪拌下將溶液b倒入溶液a中，得到均一的分散液后終止攪拌。靜置12h后，通過離心收集白色固體，用甲醇將白色固體洗滌并離心5次。隨后，將所得產(chǎn)物轉(zhuǎn)入瓷舟中并轉(zhuǎn)移至管式爐中，在h2/ar(10∶90v/v)氣氛下以5℃/min的升溫速率升溫至600℃，然后在600℃下保持4h，得到黑色銻/氮摻雜的碳復合物。

按照與實施例1相同的方法對所制得的銻/氮摻雜的碳復合物進行結(jié)構(gòu)表征與電化學性能測試，結(jié)果與實施例1基本相同。

實施例3

稱取450mg三氯化銻溶解在5ml甲醇中以形成澄清溶液，命名為溶液a。將500mg1-乙基-3-甲基咪唑二氰胺離子液體溶解在5ml甲醇中得到溶液b。在劇烈攪拌下將溶液b倒入溶液a中，得到均一的分散液后終止攪拌。靜置15h后，通過離心收集白色固體，用甲醇將該白色固體洗滌并離心5次。隨后，將所得產(chǎn)物置于瓷舟中并轉(zhuǎn)移至管式爐中，在h2/ar(5∶95v/v)氣氛下以5℃/min的升溫速率升溫至600℃，然后在600℃下保持2h，得到黑色銻/氮摻雜的碳復合物。

按照與實施例1相同的方法對所制得的銻/氮摻雜的碳復合物進行結(jié)構(gòu)表征與電化學性能測試，結(jié)果與實施例1基本相同。

實施例4

稱取350mg三氯化銻溶解在5ml甲醇中以形成澄清溶液，命名為溶液a。將500mg1-乙基-3-甲基咪唑二氰胺離子液體溶解在5ml甲醇中得到溶液b。在劇烈攪拌下將溶液b倒入溶液a中，得到均一的分散液后終止攪拌。靜置10h后，通過離心收集白色固體，用甲醇將該白色固體洗滌并離心6次。隨后，將所得產(chǎn)物置于瓷舟中并轉(zhuǎn)移至管式爐中，在h2/ar(5∶95v/v)氣氛下以4℃/min的升溫速率升溫至550℃，然后在550℃下保持4h，得到黑色銻/氮摻雜的碳復合物。

按照與實施例1相同的方法對所制得的銻/氮摻雜的碳復合物進行結(jié)構(gòu)表征與電化學性能測試，結(jié)果與實施例1基本相同。

實施例5

稱取450mg三氯化銻溶解在5ml甲醇中以形成澄清溶液，命名為溶液a。將500mg1-乙基-3-甲基咪唑二氰胺離子液體溶解在5ml甲醇中得到溶液b。在劇烈攪拌下將溶液b倒入溶液a中，得到均一的分散液后終止攪拌。靜置20h后，通過離心收集白色固體，用甲醇將該白色固體洗滌并離心3次。隨后，將所得產(chǎn)物置于瓷舟中并轉(zhuǎn)移至管式爐中，在h2/ar(5∶95v/v)氣氛下以10℃/min的升溫速率升溫至650℃，然后在650℃下保持3h，得到黑色銻/氮摻雜的碳復合物。

按照與實施例1相同的方法對所制得的銻/氮摻雜的碳復合物進行結(jié)構(gòu)表征與電化學性能測試，結(jié)果與實施例1基本相同。