1.一种氮掺杂碳纳米管作为活性物质在锂离子电池负极材料中的应用,其特征在于,所述氮掺杂碳纳米管的制备方法包括下述步骤:
碳纳米管与不饱和化合物的混合液经辐照反应制得氮掺杂碳纳米管;
所述碳纳米管为酸洗碳纳米管;
所述不饱和化合物包括不饱和酰胺类化合物和/或不饱和腈类化合物;
所述碳纳米管与所述不饱和化合物的质量比为1:(1-100)。
2.如权利要求1所述的氮掺杂碳纳米管作为活性物质在锂离子电池负极材料中的应用,其特征在于,所述酸洗碳纳米管通过下述步骤进行制备:将所述碳纳米管在酸溶液中加热回流即可。
3.如权利要求2所述的氮掺杂碳纳米管作为活性物质在锂离子电池负极材料中的应用,其特征在于,所述酸溶液中,酸的浓度为2~3mol/l,较佳地为2.6mol/l;
和/或,所述酸溶液中,酸为盐酸、硫酸和硝酸中的一种或多种,较佳地为硝酸;
和/或,所述加热回流的温度为50~70℃,较佳地为60℃,所述加热回流的时间为10~15h,较佳地为12h。
4.如权利要求1所述的氮掺杂碳纳米管作为活性物质在锂离子电池负极材料中的应用,其特征在于,所述碳纳米管为多壁碳纳米管和/或单壁碳纳米管;
所述多壁碳纳米管的直径为3-20nm,较佳地为5-15nm;
所述多壁碳纳米管的长度为0.5-70μm,较佳地为0.5-50μm;
所述单壁碳纳米管的直径为1-10nm,较佳地为3-5nm;
所述单壁碳纳米管的长度为0.5-20μm,较佳地为0.5-10μm。
5.如权利要求1所述的氮掺杂碳纳米管作为活性物质在锂离子电池负极材料中的应用,其特征在于,所述不饱和酰胺类化合物为易溶于极性溶剂中的含碳碳双键的酰胺化合物,较佳地为丙烯酰胺、异丙基丙烯酰胺和n,n-二甲基双丙烯酰胺中的一种或多种,更佳地为丙烯酰胺和/或异丙基丙烯酰胺;
和/或,所述不饱和腈类化合物为易溶于极性溶剂中的含碳碳双键的腈类化合物,较佳地为丙烯腈。
6.如权利要求1所述的氮掺杂碳纳米管作为活性物质在锂离子电池负极材料中的应用,其特征在于,所述碳纳米管与所述不饱和化合物的质量比为1:(1-80),较佳地为1:(5-70),更佳地为1:(5-60),例如1:10、1:30和1:50。
7.如权利要求1所述的氮掺杂碳纳米管作为活性物质在锂离子电池负极材料中的应用,其特征在于,所述混合液的浓度为0.5-2mg/ml,较佳地为0.5-1.5mg/ml,更佳地为1mg/ml,所述混合液的浓度按碳纳米管的质量计算;
较佳地,所述混合液中的溶剂为水、醇类溶剂和酮类溶剂中的一种或多种;
所述醇类溶剂为含有1-5个碳原子的醇类溶剂,较佳地为甲醇和/或乙醇;
所述酮类溶剂为丙酮。
8.如权利要求1所述的氮掺杂碳纳米管作为活性物质在锂离子电池负极材料中的应用,其特征在于,所述辐照反应的气氛为无氧气氛;
所述无氧气氛较佳地为氮气和/或氩气;
和/或,所述辐照反应使用的高能射线为γ射线和/或电子束射线,较佳地为钴60γ射线和/或电子束β射线;
和/或,所述辐照反应的剂量为10-200kgy,较佳地为10-100kgy,更佳地为20-50kgy;
和/或,所述辐照反应的剂量率为0.5-20kgy/小时,较佳地为0.5-10kgy/小时,更佳地为2-10kgy/小时。
9.如权利要求1所述的氮掺杂碳纳米管作为活性物质在锂离子电池负极材料中的应用,其特征在于,所述氮掺杂碳纳米管的制备方法还包括后处理步骤:将制得的氮掺杂碳纳米管经溶剂洗涤、干燥,即可;
所述溶剂与所述混合液中使用的溶剂相同。
10.如权利要求1所述的氮掺杂碳纳米管作为活性物质在锂离子电池负极材料中的应用,其特征在于,所述氮掺杂碳纳米管作为活性物质,与超导炭黑,pvdf粘结剂在nmp溶剂中充分分散,涂覆到铜箔上干燥得到负极电极片,与锂金属片和电池隔膜组装成半电池;
所述氮掺杂碳纳米管、所述超导炭黑和所述pvdf粘结剂的质量比为8:1:1。