CN110474034B - 一种氮掺多孔纳米片硅碳复合材料及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种氮掺多孔纳米片硅碳复合材料及其制备方法和应用，其步骤为：在密闭容器中加入可溶性有机物作为碳源，然后加入氯化铵，最后加入二氧化硅搅拌分散，在100‑250℃水热反应2‑24h，经干燥获得前驱体，在前驱体中加入适量镁粉650‑750℃煅烧还原，最后经过洗涤、氢氟酸刻蚀得到氮掺杂多孔纳米片硅碳复合材料。作为电池负极材料；本发明方法工艺简便、制备过程能耗较低，利用本方法制备的氮掺杂多孔纳米片硅碳复合材料，结构特征鲜明，呈多孔纳米片状，具有比表面积大、结构特征鲜明、电化学性能优异的特性，由本发明制备的硅碳复合材料组装成的负极材料电化学性能较好。

Description

一种氮掺多孔纳米片硅碳复合材料及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及硅碳复合材料技术领域，特别涉及一种氮掺多孔纳米片硅碳复合材料及其制备方法和应用。
背景技术
能源是人类赖以生存和发展的基础，传统的能源，如：煤、石油、天然气等面临着储量下降环境污染等问题，无法满足未来社会需求。锂离子电池具有工作电压高、能量密度大、循环寿命长、自放电率低及无污染等特点，被认为是理想的能量储存和转化工具。目前以广泛应用在各种便携式电动工具，数码电子产品。随着人们对电子产品功能的不断追求，进一步提升锂离子电池的能量密度成为研究热点。
虽然硅具有高的理论比容量(4200mAh g-1)，较低脱嵌锂电位(<0.5V)，储量丰富而且环境友好等特性，但是由于硅材料在脱嵌锂过程中产生巨大的体积膨胀和收缩，这会导致电极材料的结构坍塌，进而影响其比容量、稳定性以及库伦效率。
为了缓解硅材料在充放电过程中的体积效应，目前常用的方法制备纳米材料，提高材料的比表面积，例如零维的纳米颗粒，一维纳米线、纳米管、纳米棒，二维的纳米带，纳米片以及三维多孔纳米材料。而以纳米球状二氧化硅为硅源，镁热还原所得到的纳米材料一般为纳米颗粒状，如中国专利CN106816590A公开了一种高容量锂离子电池复合负极材料的制备方法。上述方法虽然在一定程度上缓解了材料的容量衰减，但纳米颗粒容易团聚，所以不能从根本上抑制充放电过程中的体积效应，容量依然会随着循环次数的增加而较快的衰减。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种氮掺多孔纳米片硅碳复合材料及其制备方法和应用，所制备的硅碳复合材料整体结构稳定，导电性良好，作为锂离子电池负极材料使用，可以有效缓解脱嵌锂过程中的体积膨胀和收缩，使得电池具有高的比容量和良好的循环稳定性。
本发明是通过以下技术方案来实现：
一种氮掺多孔纳米片硅碳复合材料的制备方法，包括如下步骤：
步骤1，将碳源和氯化铵溶于水中，再加入二氧化硅，搅拌分散均匀，得到前驱液；
步骤2，将前驱液在100-250℃水热反应2-24h，产物干燥得到前驱体；
步骤3，将前驱体与镁粉混合，然后煅烧还原，最后经过洗涤、氢氟酸刻蚀得到氮掺杂多孔纳米片硅碳复合材料。
优选的，步骤1中，所述二氧化硅的制备方法为：将无水乙醇、水和氨水混合，搅拌均匀，加入正硅酸乙酯，继续搅拌，离心、洗涤、干燥后得到二氧化硅的纳米颗粒。
优选的，步骤1中，所述碳源为葡萄糖、蔗糖、麦芽糖、果糖、乳糖、柠檬酸、多巴胺、单宁酸和乙酸钠中的任意一种。
优选的，步骤1中，所述碳源与氯化铵的质量比例为：(0.1-10):1，所述二氧化硅与碳源的质量比例为：(0.01-0.3):1。
优选的，步骤3中，所述镁粉与前驱体质量比例为：(0.1-2):1。
优选的，步骤3中，所述氢氟酸的质量浓度为：0.5％-10％，刻蚀时间为：0.5-10h。
优选的，步骤3中，煅烧温度为650℃-750℃，时间为2-10h。
所述的制备方法制备得到的氮掺多孔纳米片硅碳复合材料。
所述的氮掺多孔纳米片硅碳复合材料作为负极材料在锂离子电池中的应用。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明通过在水热过程中添加碳源和氯化铵，获得二氧化硅和氮掺碳复合材料，然后再加入镁粉，通过镁热还原，将二氧化硅还原成硅，而镁生成氧化镁，该过程为：SiO2+2Mg＝2MgO+Si，再用盐酸将氧化镁去除，用氢氟酸将尚未还原的二氧化硅刻蚀使材料形成多孔结构。首先，氯化铵作为氮源，在材料中引入氮可以提高材料的导电性。其次，氯化铵在镁热还原过程中可以吸收镁热反应释放的热量。镁热还原过程，会使得二氧化硅小球成为尺寸更小的纳米硅微粒，在氯化铵和葡萄糖共同作用下，自组装成氮掺多孔硅碳纳米片的复合材料。氮掺多孔硅碳纳米片不但不易团聚，稳定性好，而且纳米片之间的空隙能够缓解脱嵌锂过程中的体积膨胀和收缩，使得电池具有高的比容量和良好的循环稳定性。此外，碳的加入可增强材料的韧性，缓解在脱嵌锂过程中的体积效应导致的结构坍塌；并且多孔结构可容纳嵌锂过程中的体积膨胀，从而抑制体积效应。此外，掺氮可以缩短锂离子扩散路径，有效提高材料的导电性，改善硅材料导电性差的特点。本发明原料易得，成本低，能耗低，制备过程简单，制备的硅碳复合材料为纳米级尺寸材料且可控，能提高材料的使用性能，有利于工业化生产的特点。
本发明最终生成由含有小孔的纳米片构成的三维多孔结构的硅碳复合材料。
附图说明
图1为实施例1制备的氮掺杂多孔纳米片硅碳复合材料的粉末衍射图。
图2是本发明实施例1制备的氮掺杂多孔纳米片硅碳复合材料的扫描电镜图以及透射电镜图。
图3是本发明实施例1制备的氮掺杂多孔纳米片硅碳复合材料的恒电流充放电曲线图。
图4是将样品装成电池，经过250次恒电流充放电测试，再将电池拆开测得的扫描电镜图片。
图5是本发明实施例1制备的氮掺杂多孔纳米片硅碳复合材料的扫描电镜图。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
一种氮掺多孔纳米片硅碳复合材料的制备方法：在密闭容器中加入可溶性有机物作为碳源，然后加入氯化铵，最后加入二氧化硅搅拌分散，在100-250℃水热反应2-24h，经干燥获得前驱体，在前驱体中加入适量镁粉650-750℃煅烧还原，最后经过洗涤、氢氟酸刻蚀得到氮掺杂多孔纳米片硅碳复合材料。
所述二氧化硅的制备方法如下：
无水乙醇、水、氨水混合，在25℃下搅拌30min，迅速加入正硅酸乙酯，继续搅拌，离心、水洗、醇洗、干燥后得到粒径为200-300nm二氧化硅纳米球。
上述水热反应优选的温度为120-200℃；优选水热时间为6-20h；干燥的过程采用冷冻干燥、真空干燥、超临界干燥，优选为冷冻干燥或超临界干燥；煅烧时间为2-10h，煅烧过程有利于提高碳的石墨化程度。
所述碳源选自葡萄糖、蔗糖、麦芽糖、果糖、乳糖、柠檬酸、多巴胺、单宁酸和乙酸钠中任意一种。
所述碳源与氯化铵的质量比例为：(0.1-10):1。
所述二氧化硅与碳源的质量比例为：(0.01-0.3):1，优选为：(0.05-0.2):1。
所述镁粉与前驱体质量比例为：(0.1-2):1，优选为：(0.3-1):1。
所述氢氟酸质量浓度为：0.5％-10％，优选为：1％-5％。
所述氢氟酸刻蚀时间为：0.5-10h，优选为：2-5h。
以下实施例中，二氧化硅的制备方法如下：
75mL无水乙醇，10mL水，3.15mL氨水在25℃下搅拌30min，迅速加入6mL正硅酸乙酯，继续搅拌1h，离心、水洗、醇洗、干燥后得到粒径为200-300nm二氧化硅纳米颗粒。
实施例1
将5g葡萄糖和5g氯化铵溶于70ml水中，然后1g二氧化硅充分搅拌，将混合液转移至密闭反应釜中，在220℃下反应3.5h。反应结束后经干燥得到前驱体。加入镁粉，其质量为前驱体质量的1倍，研磨均匀后在氩气气氛下650℃煅烧10h，然后在1M HCl中搅拌2小时，去除杂质，洗涤抽滤干燥，用质量分数为2％HF刻蚀6h，洗涤干燥后得到硅碳复合材料，其粉末衍射图见图1，从粉末衍射图中看到，在28.6、47.4、和56.3度的三个峰对应于立方相Si(JCPDS 27-1402)的(111)、(200)、(311)晶面。在35.6、60.0、71.8、对应的峰为SiC的峰，在18.0、26.9、42.8、62.1度的峰对应的是C峰。图2中a、b以及图5为所制备扫描电镜图，扫描图中可以看出，所制备的材料为纳米颗粒自组装成的纳米片状结构，并且纳米片上有小孔，片与片之间有空隙。图2中c、d、e为样品的透射电镜图，c图可以看出，所制备的样品为片状，这与扫描结果相一致；从图d、e样品的高分辨图中可以看到晶格条纹，经测量晶面间距为0.31nm，对应硅的(111)晶面。从f、g、h、i、j、k透射电镜能谱图中可以看出Si、C、O、N元素均匀分布在样品中。图3为恒电流充放电曲线图。图4为样品装成电池后经过250次恒电流充放电测试拆开电池后拍的扫描电镜图、图中可以看出样品仍然为片状结构，说明这种片状具有良好的结构稳定性。
将得到的硅碳复合材料与乙炔黑、聚偏氟乙烯按照8:1:1的质量比混合均匀，在铜箔上涂片，作为锂离子电池负极材料组装扣式电池。电解液为LiPF6(1mol/L):EC:DMC＝1:1:1(体积比)。对电极为锂片。
将上述电池在电压区间为0.01-3V，电流密度为100mA/g下循环10次，再在200mA/g电流密度下循环240次后放电比容量为830mAh/g。
实施例2
将5.5g蔗糖和4.5g氯化铵溶于70ml水中，然后1.2g二氧化硅充分搅拌，将混合液转移至密闭反应釜中，在200℃下反应4h。反应结束后经干燥得到前驱体。加入镁粉，其质量为前驱体质量的1.5倍，研磨均匀后在氩气气氛下690℃煅烧6h，然后在1M HCl中搅拌2小时，去除杂质，洗涤抽滤干燥，用质量分数为0.5％HF刻蚀10h，洗涤干燥后得到硅碳复合材料得到硅碳复合材料。
将得到的硅碳复合材料与乙炔黑、聚偏氟乙烯按照8:1:1的质量比混合均匀，在铜箔上涂片，作为锂离子电池负极材料组装扣式电池。电解液为LiPF6(1mol/L):EC:DMC＝1:1:1(体积比)。对电极为锂片。
将上述电池在电压区间为0.01-3V，电流密度为100mA/g下循环10次，再在200mA/g电流密度下循环240次后放电比容量为840mAh/g。
实施例3
将10g麦芽糖和6g氯化铵溶于120ml水中，然后0.1g二氧化硅充分搅拌，将混合液转移至密闭反应釜中，在180℃下反应5h。反应结束后经干燥得到前驱体。加入镁粉，其质量为前驱体质量的0.1倍，研磨均匀后在氩气气氛下740℃煅烧3h，然后在1M HCl中搅拌2小时，去除杂质，洗涤抽滤干燥，用质量分数为10％HF刻蚀0.5h，洗涤干燥后得到硅碳复合材料得到硅碳复合材料。
将得到的硅碳复合材料与乙炔黑、聚偏氟乙烯按照8:1:1的质量比混合均匀，在铜箔上涂片，作为锂离子电池负极材料组装扣式电池。电解液为LiPF6(1mol/L):EC:DMC＝1:1:1(体积比)。对电极为锂片。
将上述电池在电压区间为0.01-3V，电流密度为100mA/g下循环10次，再在200mA/g电流密度下循环240次后放电比容量为400mAh/g。
实施例4
将5g多巴胺和0.5g氯化铵溶于50ml水中，然后1.5g二氧化硅充分搅拌，将混合液转移至密闭反应釜中，在160℃下反应6h。反应结束后经干燥得到前驱体。加入镁粉，其质量为前驱体质量的2倍，研磨均匀后在氩气气氛下680℃煅烧7h，然后在1M HCl中搅拌2小时，去除杂质，洗涤抽滤干燥，用质量分数为6％HF刻蚀2h，洗涤干燥后得到硅碳复合材料得到硅碳复合材料。
将得到的硅碳复合材料与乙炔黑、聚偏氟乙烯按照8:1:1的质量比混合均匀，在铜箔上涂片，作为锂离子电池负极材料组装扣式电池。电解液为LiPF6(1mol/L):EC:DMC＝1:1:1(体积比)。对电极为锂片。
将上述电池在电压区间为0.01-3V，电流密度为100mA/g下循环10次，再在200mA/g电流密度下循环240次后放电比容量为820mAh/g。
实施例5
将7g多巴胺和1g氯化铵溶于60ml水中，然后1g二氧化硅充分搅拌，将混合液转移至密闭反应釜中，在140℃下反应10h。反应结束后经干燥得到前驱体。加入镁粉，其质量为前驱体质量的1.2倍，研磨均匀后在氩气气氛下660℃煅烧9h，然后在1M HCl中搅拌2小时，去除杂质，洗涤抽滤干燥，用质量分数为7％HF刻蚀1.5h，洗涤干燥后得到硅碳复合材料得到硅碳复合材料。
将得到的硅碳复合材料与乙炔黑、聚偏氟乙烯按照8:1:1的质量比混合均匀，在铜箔上涂片，作为锂离子电池负极材料组装扣式电池。电解液为LiPF6(1mol/L):EC:DMC＝1:1:1(体积比)。对电极为锂片。
将上述电池在电压区间为0.01-3V，电流密度为100mA/g下循环10次，再在200mA/g电流密度下循环240次后放电比容量为780mAh/g。
实施例6
将7.5g多巴胺和5g氯化铵溶于80ml水中，然后0.8g二氧化硅充分搅拌，将混合液转移至密闭反应釜中，在250℃下反应2h。反应结束后经干燥得到前驱体。加入镁粉，其质量为前驱体质量的0.25倍，研磨均匀后在氩气气氛下700℃煅烧5h，然后在1M HCl中搅拌2小时，去除杂质，洗涤抽滤干燥，用质量分数为3％HF刻蚀5h，洗涤干燥后得到硅碳复合材料得到硅碳复合材料。
将得到的硅碳复合材料与乙炔黑、聚偏氟乙烯按照8:1:1的质量比混合均匀，在铜箔上涂片，作为锂离子电池负极材料组装扣式电池。电解液为LiPF6(1mol/L):EC:DMC＝1:1:1(体积比)。对电极为锂片。
将上述电池在电压区间为0.01-3V，电流密度为100mA/g下循环10次，再在200mA/g电流密度下循环240次后放电比容量为755mAh/g。
实施例7
将5g单宁酸和6g氯化铵溶于75ml水中，然后0.25g二氧化硅充分搅拌，将混合液转移至密闭反应釜中，在100℃下反应24h。反应结束后经干燥得到前驱体。加入镁粉，其质量为前驱体质量的0.15倍，研磨均匀后在氩气气氛下740℃煅烧3h，然后在1M HCl中搅拌2小时，去除杂质，洗涤抽滤干燥，用质量分数为5％HF刻蚀3h，洗涤干燥后得到硅碳复合材料得到硅碳复合材料。
将得到的硅碳复合材料与乙炔黑、聚偏氟乙烯按照8:1:1的质量比混合均匀，在铜箔上涂片，作为锂离子电池负极材料组装扣式电池。电解液为LiPF6(1mol/L):EC:DMC＝1:1:1(体积比)。对电极为锂片。
将上述电池在电压区间为0.01-3V，电流密度为100mA/g下循环10次，再在200mA/g电流密度下循环240次后放电比容量为550mAh/g。
实施例8
将4.5g单宁酸和7g氯化铵溶于75ml水中，然后1g二氧化硅充分搅拌，将混合液转移至密闭反应釜中，在140℃下反应14h。反应结束后经干燥得到前驱体。加入镁粉，其质量为前驱体质量的1倍，研磨均匀后在氩气气氛下750℃煅烧2h，然后在1M HCl中搅拌2小时，去除杂质，洗涤抽滤干燥，用质量分数为4％HF刻蚀4h，洗涤干燥后得到硅碳复合材料得到硅碳复合材料。
将得到的硅碳复合材料与乙炔黑、聚偏氟乙烯按照8:1:1的质量比混合均匀，在铜箔上涂片，作为锂离子电池负极材料组装扣式电池。电解液为LiPF6(1mol/L):EC:DMC＝1:1:1(体积比)。对电极为锂片。
将上述电池在电压区间为0.01-3V，电流密度为100mA/g下循环10次，再在200mA/g电流密度下循环240次后放电比容量为795mAh/g。
实施例9
将4g柠檬酸和7.5g氯化铵溶于70ml水中，然后1.2g二氧化硅充分搅拌，将混合液转移至密闭反应釜中，在120℃下反应16h。反应结束后经干燥得到前驱体。加入镁粉，其质量为前驱体质量的1.2倍，研磨均匀后在氩气气氛下730℃煅烧3.5h，然后在1M HCl中搅拌2小时，去除杂质，洗涤抽滤干燥，用质量分数为0.8％HF刻蚀9h，洗涤干燥后得到硅碳复合材料得到硅碳复合材料。
将得到的硅碳复合材料与乙炔黑、聚偏氟乙烯按照8:1:1的质量比混合均匀，在铜箔上涂片，作为锂离子电池负极材料组装扣式电池。电解液为LiPF6(1mol/L):EC:DMC＝1:1:1(体积比)。对电极为锂片。
将上述电池在电压区间为0.01-3V，电流密度为100mA/g下循环10次，再在200mA/g电流密度下循环240次后放电比容量为770mAh/g。
实施例10
将3.5g柠檬酸和8g氯化铵溶于70ml水中，然后0.5g二氧化硅充分搅拌，将混合液转移至密闭反应釜中，在130℃下反应15h。反应结束后经干燥得到前驱体。加入镁粉，其质量为前驱体质量的0.2倍，研磨均匀后在氩气气氛下740℃煅烧3h，然后在1M HCl中搅拌2小时，去除杂质，洗涤抽滤干燥，用质量分数为1.5％HF刻蚀8h，洗涤干燥后得到硅碳复合材料得到硅碳复合材料。
将得到的硅碳复合材料与乙炔黑、聚偏氟乙烯按照8:1:1的质量比混合均匀，在铜箔上涂片，作为锂离子电池负极材料组装扣式电池。电解液为LiPF6(1mol/L):EC:DMC＝1:1:1(体积比)。对电极为锂片。
将上述电池在电压区间为0.01-3V，电流密度为100mA/g下循环10次，再在200mA/g电流密度下循环240次后放电比容量为610mAh/g。
实施例11
将3g果糖和8.5g氯化铵溶于70ml水中，然后0.8g二氧化硅充分搅拌，将混合液转移至密闭反应釜中，在120℃下反应16h。反应结束后经干燥得到前驱体。加入镁粉，其质量为前驱体质量的0.3倍，研磨均匀后在氩气气氛下710℃煅烧4.5h，然后在1M HCl中搅拌2小时，去除杂质，洗涤抽滤干燥，用质量分数为2.5％HF刻蚀7h，洗涤干燥后得到硅碳复合材料得到硅碳复合材料。
将得到的硅碳复合材料与乙炔黑、聚偏氟乙烯按照8:1:1的质量比混合均匀，在铜箔上涂片，作为锂离子电池负极材料组装扣式电池。电解液为LiPF6(1mol/L):EC:DMC＝1:1:1(体积比)。对电极为锂片。
将上述电池在电压区间为0.01-3V，电流密度为100mA/g下循环10次，再在200mA/g电流密度下循环240次后放电比容量为705mAh/g。
实施例12
将1g果糖和10g氯化铵溶于70ml水中，然后0.3g二氧化硅充分搅拌，将混合液转移至密闭反应釜中，在110℃下反应20h。反应结束后经干燥得到前驱体。加入镁粉，其质量为前驱体质量的0.15倍，研磨均匀后在氩气气氛下670℃煅烧8h，然后在1M HCl中搅拌2小时，去除杂质，洗涤抽滤干燥，用质量分数为1％HF刻蚀8h，洗涤干燥后得到硅碳复合材料得到硅碳复合材料。
将得到的硅碳复合材料与乙炔黑、聚偏氟乙烯按照8:1:1的质量比混合均匀，在铜箔上涂片，作为锂离子电池负极材料组装扣式电池。电解液为LiPF6(1mol/L):EC:DMC＝1:1:1(体积比)。对电极为锂片。
将上述电池在电压区间为0.01-3V，电流密度为100mA/g下循环10次，再在200mA/g电流密度下循环240次后放电比容量为415mAh/g。
实施例13
将8g麦芽糖和3g氯化铵溶于70ml水中，然后0.7g二氧化硅充分搅拌，将混合液转移至密闭反应釜中，在240℃下反应3h。反应结束后经干燥得到前驱体。加入镁粉，其质量为前驱体质量的0.25倍，研磨均匀后在氩气气氛下650℃煅烧9h，然后在1M HCl中搅拌2小时，去除杂质，洗涤抽滤干燥，用质量分数为2％HF刻蚀6h，洗涤干燥后得到硅碳复合材料得到硅碳复合材料。
将得到的硅碳复合材料与乙炔黑、聚偏氟乙烯按照8:1:1的质量比混合均匀，在铜箔上涂片，作为锂离子电池负极材料组装扣式电池。电解液为LiPF6(1mol/L):EC:DMC＝1:1:1(体积比)。对电极为锂片。
将上述电池在电压区间为0.01-3V，电流密度为100mA/g下循环10次，再在200mA/g电流密度下循环240次后放电比容量为685mAh/g。
实施例14
将10g乳糖和1g氯化铵溶于70ml水中，然后2.5g二氧化硅充分搅拌，将混合液转移至密闭反应釜中，在190℃下反应4.5h。反应结束后经干燥得到前驱体。加入镁粉，其质量为前驱体质量的1.8倍，研磨均匀后在氩气气氛下750℃煅烧2h，然后在1M HCl中搅拌2小时，去除杂质，洗涤抽滤干燥，用质量分数为3％HF刻蚀5h，洗涤干燥后得到硅碳复合材料得到硅碳复合材料。
将得到的硅碳复合材料与乙炔黑、聚偏氟乙烯按照8:1:1的质量比混合均匀，在铜箔上涂片，作为锂离子电池负极材料组装扣式电池。电解液为LiPF6(1mol/L):EC:DMC＝1:1:1(体积比)。对电极为锂片。
将上述电池在电压区间为0.01-3V，电流密度为100mA/g下循环10次，再在200mA/g电流密度下循环240次后放电比容量为820mAh/g。

Claims (4)

1.一种氮掺多孔纳米片硅碳复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1，将碳源和氯化铵溶于水中，再加入二氧化硅，搅拌分散均匀，得到前驱液；
步骤2，将前驱液在100-250℃水热反应2-24h，产物干燥得到前驱体；
步骤3，将前驱体与镁粉混合，然后煅烧还原，最后经过洗涤、氢氟酸刻蚀得到氮掺杂多孔纳米片硅碳复合材料；
步骤1中，所述碳源为葡萄糖、蔗糖、麦芽糖、果糖、乳糖、柠檬酸、多巴胺、单宁酸和乙酸钠中的任意一种；
步骤1中，所述碳源与氯化铵的质量比例为：(0.1-10):1，所述二氧化硅与碳源的质量比例为：(0.01-0.3):1；
步骤3中，所述镁粉与前驱体质量比例为：(0.1-2):1；
步骤3中，所述氢氟酸的质量浓度为：0.5％-10％，刻蚀时间为：0.5-10h；
步骤3中，煅烧温度为650℃-750℃，时间为2-10h。
2.根据权利要求1所述的氮掺多孔纳米片硅碳复合材料的制备方法，其特征在于，步骤1中，所述二氧化硅的制备方法为：将无水乙醇、水和氨水混合，搅拌均匀，加入正硅酸乙酯，继续搅拌，离心、洗涤、干燥后得到二氧化硅的纳米颗粒。
3.权利要求1-2任一项所述的制备方法制备得到的氮掺多孔纳米片硅碳复合材料。
4.权利要求3所述的氮掺多孔纳米片硅碳复合材料作为负极材料在锂离子电池中的应用。
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