CN117673325A - 一种高比容量氧/硫共掺杂多孔碳负极材料及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高比容量氧/硫共掺杂多孔碳负极材料及其制备方法和应用，制备方法为：将沥青和硫助剂放入反应釜中，充入一定压力的氧气和氮气混合气体后，进行热搅拌氧/硫共掺杂聚合反应，得到改性聚合沥青；将上述改性聚合沥青和微米级熔盐模板进行研磨混合后，在氮气保护下炭化处理，冷却后用去离子水洗涤，过滤真空干燥获得钠离子电池用高比容量氧/硫共掺杂多孔碳负极材料，所制备氧/硫共掺杂碳负极材料具有超薄碳纳米片组成的蜂窝状多孔框架，以及较高边缘杂原子掺杂含量，本发明制备方法工艺流程简便，用于钠离子电池负极展现了高比容量和优良倍率和循环性能。
Description
技术领域
本发明涉及钠离子电池碳负极材料技术领域，具体涉及一种高比容量氧/硫共掺杂多孔碳负极材料及其制备方法和应用。
背景技术
由于钠在地壳中的储量丰富并且分布广泛，钠离子电池被认为是一种更具吸引力，且具有潜在应用前景的存储技术。然而，锂电池商用负极材料石墨不适合用于钠离子电池。因此，设计高性能负极材料对于钠离子电池的实际应用具有重要意义。
在碳材料中，软碳具有大量相对有序的SP2碳簇和无定形分子结构，其碳微晶结构相对易于调控。这种独特结构有利于提高电子的导电性和Na+的迁移，从而获得理想的倍率和循环性能。众所周知，煤焦油沥青是一种典型软碳前驱体，由芳香核(相对稳定的共轭SP2碳)和侧链(外围SP3碳)组成，具有价格低、产碳率高的优点。然而，由于高芳香族性质和高缩合度，致密芳香族化合物在炭化过程中发生强烈的π—π相互作用，导致平面分子重排严重，形成紧密堆积的碳层，不利于制备高附加值、高性能的钠离子电池碳负极材料。因此，如何通过调整微观结构来提高沥青基碳材料的电化学性能，是实现高性能钠电负极材料的一大挑战。
发明专利CN115893373A将煤化工行业的沥青、针状焦等低成本的稠环芳烃产物转化为高附加值的钠离子电池碳负极材料，为避免沥青等稠环芳烃类物质在热处理过程中石墨化，用氟化物改性煤沥青，得到低石墨化程度的煤沥青基钠离子电池用负极碳材料，该负极碳材料在0.05A/g的电流密下展现出超高的储钠比容量450mAh/g，同时兼具良好的循环寿命长及倍率性能；发明专利CN117125694A公开了预氧化沥青与碱性活化剂高温碳化得到沥青基碳材料，通过氧化抑制沥青在后续谈话过程中结构重排，从而形成无序的石墨微晶，并碱性活化剂刻蚀石墨微晶得到纳米级微孔碳材料，所得碳材料作为钠离子电池的负极可以显著提高电池储钠容量和倍率性能；专利CN116462182A公开了氮硫双掺杂碳材料的制备及其在钠离子电池中的应用，增加沥青基碳材料的结构缺陷，提供更多的活性位点，从而提高其储钠性能。
通过杂原子修饰设计合理的边缘缺陷结构，可以有效地提高软碳负极的储钠能力。然而，由于难以根据精确的分子调控来定制有效的边缘掺杂策略，有限边缘杂原子掺杂往往导致较低的钠存储容量和缓慢的动力学；此外，多数的杂原子掺杂工艺繁琐，不利于工业化的低成本生产。因此，设计一种边缘杂原子掺杂含量高，制备工艺简便的制备方法对钠离子电池负极材料具有现实意义。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术不足，为解决碳负极材料的边缘杂原子含量低，制备工艺繁琐等问题，本发明提供一种高比容量氧/硫共掺杂多孔碳负极材料的制备方法和应用，可以有效解决碳负极材料的边缘杂原子含量低的问题，进而提高碳负极材料的钠存储容量，同时还大大简化了制备工艺。
为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种高比容量氧/硫共掺杂多孔碳负极材料的制备方法，包括如下步骤：
（1）将沥青和硫助剂加入到反应釜中，并充入氧气和氮气混合气体，进行热搅拌氧/硫共掺杂聚合反应，得到改性聚合沥青；
（2）将步骤（1）得到的改性聚合沥青和微米级熔盐模板进行球磨混合均匀得固体混合物，在氮气气氛下，将所述固体混合物置于管式炉高温碳化处理，冷却后用去离子水洗涤，过滤后真空干燥，制得高比容量氧/硫共掺杂多孔碳负极材料。
进一步的，所述步骤（1）中的沥青为中低温煤沥青、高温煤沥青、石油沥青和煤液化沥青中的任一种或多种。
进一步的，所述步骤（1）中的硫助剂为升华硫、硫脲和硫酸铵中的任一种或多种。
进一步的，所述步骤（1）中沥青和硫助剂质量比1：（0.1-5）；氧气和氮气体积比例1：（1-5）；所述氧气和氮气混合气体的初始压力为0.1-2MPa。
进一步的，所述步骤（1）中聚合反应温度为150-220℃，时间为1-5h，搅拌速率100-300r/min。
进一步的，所述步骤（2）中改性聚合沥青和微米级熔盐模板的质量比1：（10-20）；球磨转速100-300r/min，时间2-4h；炭化处理的温度为600-800℃，时间为1-4h。
进一步的，所述步骤（2）中的微米级熔盐模板为质量比为1：（0-1）氯化钠和氯化钾的混合盐，平均粒径为5-8μm，通过熔盐的比例来调控熔融温度。
进一步的，所述微米级熔盐模板由重结晶法制得，所述重结晶法包括如下步骤，将配制的过饱和混合盐溶液，逐步滴入无水乙醇中，搅拌析出白色晶体，过滤干燥后得到微米级熔盐模板，重结晶是一种有效的技术，既可以控制晶体颗粒的尺寸，又可以改善模板的均匀性，从而有效地影响进化的3D材料的形貌。
进一步的，根据上述方法制备的高比容量氧/硫共掺杂多孔碳负极材料，所述高比容量氧/硫共掺杂多孔碳负极材料具有多孔框架结构，所述多孔框架由大量超薄的碳纳米片组成，呈现出规则的蜂窝状三维形态；所述碳纳米片的边缘（即纳米片的表面）氧/硫杂原子数百分含量为10-20at.%。
进一步的，高比容量氧/硫共掺杂多孔碳负极材料在钠离子电池或锂离子电池中的应用。
本发明具有以下有益效果：
（1）本发明通过氧/硫共掺杂聚合反应得到氧/硫改性聚合沥青，改性聚合沥青然后在熔盐模板辅助下球磨，再通过管式炉高温碳化处理，一步原位热合成方法实现较高的边缘杂原子含量和超薄的碳纳米片结构。
（2）本发明所制备的氧/硫掺杂蜂窝状多孔碳负极材料，具有三维蜂窝状超薄的碳纳米片组成多孔框架结构，材料表面的多孔、缺陷和无序微晶结构为沥青材料提供了吸附和储钠活性位点；同时与普通的纯沥青的多孔碳纳米片相比，这种方法制备的碳纳米片的边缘（纳米片的表面）杂原子含量为10 at.%-20 at.%，氧元素以羰基的形式存在，而硫元素以氧化型硫(C-SOx-C)和噻吩型硫 (C-S-C 2p3/2和C-S-C 2p1/2)的形式存在，较高的边缘杂原子的掺杂含量提高了钠存储容量和钠离子的动力学。
（3）本发明的氧/硫共掺杂蜂窝状多孔碳负极材料用于钠离子电池负极材料具有优异的电化学特性，在0.1A/g的电流密度下，初始放电比容量为920-1200 mAh/g，循环100圈后可逆放电比容量可保持280-600mAh/g。
（4）现有技术中，多数杂原子掺杂工艺繁琐，一般先进行氧化交联，再进行掺硫，不利于工业化的低成本生产。本发明所制得的多孔碳纳米片的制备流程在密闭气体氛围下的反应釜中进行，在硫掺杂的同时还能轻松实现氧交联的进行，有利于工业化的低成本生产。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例1氧/硫共掺杂多孔碳负极材料的SEM图。
图2是本发明实施例1氧/硫共掺杂多孔碳负极材料的XPS图（SOCN3为氧/硫共掺杂多孔碳负极材料，CN为对比例1未掺杂多孔碳负极材料）。
图3是本发明实施例1氧/硫共掺杂多孔碳负极材料的恒电流充/放电曲线图；SOCN3为氧/硫共掺杂多孔碳负极材料，1st、3rd、5th分别为第1次充放电、为第3次充放电、第5次充放电曲线图。
图4为多孔碳负极材料的循环性能图；SOCN3本发明实施例1氧/硫共掺杂多孔碳负极材料，CN为对比例1未掺杂多孔碳负极材料。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本实施例提供一种高比容量氧/硫共掺杂多孔碳负极材料，具体制备步骤如下：
按1:3的质量比将1.5g 中低温煤沥青和4.5g 升华硫放入50mL反应釜中，充入氧气和氮气混合气体使得釜内初始压力约为0.1 MPa，其中氧气和氮气体积比例1：4，在180℃的下聚合反应3h，搅拌速率150 r/min，得到改性聚合沥青。
通过重结晶法获得微米级氯化钠模板：
配制过饱和氯化钠溶液，然后将过饱和氯化钠溶液逐滴加入无水乙醇中，搅拌析出白色晶体，过滤干燥得到粒径8μm的熔盐模板。
将0.5 g 改性聚合沥青与5 g 平均粒径8μm的熔盐模板进行球磨4h，转速300rmp（r/min），然后在600 ℃的氮气氛围下炭化2 h，氮气流速300 mL/min。炭化结束后样品自然冷却，用水洗涤并烘干，最后获得硫/氧掺杂多孔碳负极材料。
所得硫/氧掺杂多孔碳负极材料的形貌如图1所示，所得负极材料为多孔框架结构，多孔框架由大量超薄的碳纳米片组成，呈现规则的蜂窝状三维形态。
所得氧/硫共掺杂多孔碳负极材料的XPS分析如图2所示，SOCN3为氧/硫共掺杂多孔碳负极材料，氧元素以羰基的形式存在，而硫元素以氧化型硫 (C-SOx-C)和噻吩型硫(C-S-C 2p3/2和C-S-C 2p1/2)的形式存在。其中，氧的含量为7.66 at.%, 硫的含量为10.61at.%。
将其作为电极负极材料组装钠离子半电池并测试其电化学性能。
本实施例的电极片的制备过程及电化学性能如下：
按质量比7: 2: 1称取适量负极材料、聚偏氟乙烯和乙炔黑，以及适量N-甲基吡咯烷酮，在速率300 rpm下球磨 2 h后均匀涂敷铜箔，在80℃下真空干燥24h后制得电池极片。用所得电池极片为工作电极，钠片为对电极，在手套箱中组装钠离子纽扣电池。组装完成后静置12h测量其电化学性能，测试条件：电流密度为0.1 A/g。
所得氧/硫共掺杂多孔碳负极材料为负极组装成的钠离子半电池的首圈充放电曲线如图3所示，本实施例氧/硫共掺杂多孔碳为钠离子半电池负极材料时既表现出平台容量，也表现出斜线区容量，且首次放电比容量非常高，放电比容量可达1100 mAh/g，充电比容量为700 mAh/g。
氧/硫共掺杂多孔碳为负极材料钠离子半电池的循环性能如图4所示，首次放电比容量为1100 mAh/g，5次充放电后放电比容量稳定在600 mAh/g左右，100圈之后放电比容量仍然能够达到580 mAh/g。
实施例2
本实施例提供一种高比容量氧/硫共掺杂多孔碳负极材料，制备步骤如下：
按质量比1:0.1将1.5g 中低温煤沥青和0.15 g 硫脲放入50mL反应釜中，充入氧气和氮气混合气体使得釜内初始压力约为0.1 MPa，其中氧气和氮气体积比例1：5，在150℃的下聚合反应5h，搅拌速率为100 r/min，得到改性聚合沥青。
通过重结晶法获得微米级氯化钠和氯化钾混合熔盐模板：
按质量比1：0.1配制过饱和氯化钠和氯化钾混合溶液，然后将过饱和溶液逐滴加入无水乙醇中，搅拌析出白色晶体，过滤干燥得到粒径8μm的熔盐模板。
将0.5 g 改性聚合沥青与5 g 平均粒径为8μm的熔盐模板进行球磨4h，转速100rmp，然后在600 ℃的氮气氛围下炭化4 h，氮气流速300 mL/min。炭化结束后样品自然冷却，用水洗涤并烘干，最后获得硫/氧掺杂多孔碳负极材料，其中，氧的含量为8.35at.%，硫的含量为2.4 at.%。将其作为电极负极材料组装钠离子半电池并测试其电化学性能。
本实施例的电极片的制备过程如下：
按质量比7: 2: 1称取适量负极材料、聚偏氟乙烯和乙炔黑，以及适量N-甲基吡咯烷酮，在速率300 rpm下球磨 2 h后均匀涂敷铜箔，在80℃下真空干燥24h后制得电池极片。用所得电池极片为工作电极，钠片为对电极，在手套箱中组装钠离子纽扣电池。组装完成后静置12h测量其电化学性能。
本实施例的电极片电化学性能如下：
在0.1 A/g的电流密度下首次放电比容量为920 mAh/g，100圈之后放电比容量仍然能够达到280mAh/g。
实施例3
一种高比容量氧/硫共掺杂多孔碳负极材料制备步骤如下：
按质量比1:5将1.5g 石油沥青和7.5g升华硫放入50mL反应釜中，充入氧气和氮气混合气体使得釜内初始压力约为1 MPa，其中氧气和氮气体积比例1：1，在220℃的下聚合反应1h，搅拌速率300r/min，得到改性聚合沥青。
通过重结晶法获得微米级氯化钠和氯化钾混合熔盐模板：
按质量比1：1配制过饱和氯化钠和氯化钾混合溶液，然后将过饱和氯化钠和氯化钾混合溶液逐滴加入无水乙醇中，搅拌析出白色晶体，过滤干燥得到平均粒径为5μm的熔盐模板。
将0.5 g 改性聚合沥青与10 g 平均粒径为5μm的熔盐模板进行球磨4h，转速300rmp，然后在800 ℃的氮气氛围下炭化1 h，氮气流速300 mL/min。炭化结束后样品自然冷却，用水洗涤并烘干，最后获得硫/氧掺杂多孔碳负极材料，其中，氧的含量为7.88 at.%，硫的含量为10.22at.%。将其作为电极负极材料组装钠离子半电池并测试其电化学性能。
本实施例的电极片的制备过程如下：
按质量比7: 2: 1称取适量负极材料、聚偏氟乙烯和乙炔黑，以及适量N-甲基吡咯烷酮，在速率300 rpm下球磨 2 h后均匀涂敷铜箔，在80℃下真空干燥24h后制得电池极片。用所得电池极片为工作电极，钠片为对电极，在手套箱中组装钠离子纽扣电池。组装完成后静置12h测量其电化学性能。
本实施例的电极片的电化学性能如下：
在0.1 A/g的电流密度下首次放电比容量为1200 mAh/g，100圈之后放电比容量仍然能够达到587mAh/g。
实施例4
本实施例提供一种高比容量氧/硫共掺杂多孔碳负极材料，制备步骤如下：
按质量比1:5将1.5g 高温煤沥青和7.5g硫酸铵放入50mL反应釜中，充入氧气和氮气混合气体使得釜内初始压力约为2 MPa，其中氧气和氮气体积比例1：4，在180℃的下聚合反应3h，搅拌速率150r/min，得到改性聚合沥青。
通过重结晶法获得微米级氯化钠和氯化钾混合熔盐模板：
按质量比1：0.2配制过饱和氯化钠和氯化钾混合溶液，然后将过饱和氯化钠溶液逐滴加入无水乙醇中，搅拌析出白色晶体，过滤干燥得到平均粒径为7μm的熔盐模板。
将0.5 g 改性聚合沥青与10g 平均粒径为7μm的熔盐模板进行球磨2h，转速300rmp，然后在800 ℃的氮气氛围下炭化2 h，氮气流速300 mL/min。炭化结束后样品自然冷却，用水洗涤并烘干，最后获得硫/氧掺杂多孔碳负极材料，其中，氧的含量为8.11 at.%，硫的含量为4.12 at.%。将其作为电极负极材料组装钠离子半电池并测试其电化学性能。
本实施例的电极片的制备过程如下：
按质量比7: 2: 1称取适量负极材料、聚偏氟乙烯和乙炔黑，以及适量N-甲基吡咯烷酮，在速率300 rpm下球磨 2 h后均匀涂敷铜箔，在80℃下真空干燥24h后制得电池极片。用所得电池极片为工作电极，钠片为对电极，在手套箱中组装钠离子纽扣电池。组装完成后静置12h测量其电化学性能。
本实施例的电极片的电化学性能为：
在0.1 A/g的电流密度下首次放电比容量为960 mAh/g，100圈之后放电比容量仍然能够达到380mAh/g。
实施例5
本实施例提供一种高比容量氧/硫共掺杂多孔碳负极材料，制备步骤如下：
按质量比1:2将2g石油沥青和4g硫酸铵放入50mL反应釜中，充入氧气和氮气混合气体使得釜内初始压力约为1 MPa，其中氧气和氮气体积比例1：2，在200℃的下聚合反应1.5h，搅拌速率240r/min，得到改性聚合沥青。
通过重结晶法获得微米级氯化钠和氯化钾混合熔盐模板：
按质量比1：0.8配制过饱和氯化钠和氯化钾混合溶液，然后将过饱和氯化钠溶液逐滴加入无水乙醇中，搅拌析出白色晶体，过滤干燥得到平均粒径为5μm的熔盐模板。
将1.0 g改性聚合沥青与15g平均粒径为5μm的熔盐模板进行球磨4h，转速200rmp，然后在780 ℃的氮气氛围下炭化2 h，氮气流速300 mL/min。炭化结束后样品自然冷却，用水洗涤并烘干，最后获得硫/氧掺杂多孔碳负极材料，其中，氧的含量为7.13 at.%，硫的含量为2.86 at.%。将其作为电极负极材料组装钠离子半电池并测试其电化学性能。
本实施例的电极片的制备过程如下：
按质量比7: 2: 1称取适量负极材料、聚偏氟乙烯和乙炔黑，以及适量N-甲基吡咯烷酮，在速率300 rpm下球磨 2 h后均匀涂敷铜箔，在80℃下真空干燥24h后制得电池极片。用所得电池极片为工作电极，钠片为对电极，在手套箱中组装钠离子纽扣电池。组装完成后静置12h测量其电化学性能。
本实施例的电极片的电化学性能为：
在0.1A/g的电流密度下首次放电比容量为940mAh/g，100圈之后放电比容量仍然能够达到330 mAh/g。
实施例6
本实施例提供一种高比容量氧/硫共掺杂多孔碳负极材料，制备步骤如下：
按质量比1:4将1.5g 高温煤沥青和6g硫酸铵放入50mL反应釜中，充入氧气和氮气混合气体使得釜内初始压力约为0.5 MPa，其中氧气和氮气体积比例1：3，在160℃的下聚合反应3h，搅拌速率220r/min，得到改性聚合沥青。
通过重结晶法获得微米级氯化钠和氯化钾混合熔盐模板：
按质量比1：0.5配制过饱和氯化钠和氯化钾混合溶液，然后将过饱和氯化钠溶液逐滴加入无水乙醇中，搅拌析出白色晶体，过滤干燥得到平均粒径为6μm的熔盐模板。
将1.0 g改性聚合沥青与12g 平均粒径为6μm的熔盐模板进行球磨2.5h，转速200rmp，然后在650 ℃的氮气氛围下炭化2.5 h，氮气流速300 mL/min。炭化结束后样品自然冷却，用水洗涤并烘干，最后获得硫/氧掺杂多孔碳负极材料，其中，氧的含量为7.22at.%，硫的含量为3.11 at.%。将其作为电极负极材料组装钠离子半电池并测试其电化学性能。
本实施例的电极片的制备过程如下：
按质量比7: 2: 1称取适量负极材料、聚偏氟乙烯和乙炔黑，以及适量N-甲基吡咯烷酮，在速率300 rpm下球磨 2 h后均匀涂敷铜箔，在80℃下真空干燥24h后制得电池极片。用所得电池极片为工作电极，钠片为对电极，在手套箱中组装钠离子纽扣电池。组装完成后静置12h测量其电化学性能。
本实施例的电极片的电化学性能为：
在0.1 A/g的电流密度下首次放电比容量为950 mAh/g，100圈之后放电比容量仍然能够达到360mAh/g。
对比例1：
本对比例提供一种未掺杂多孔碳负极材料，其制备步骤与实施例1的区别在于不经杂（氧硫）原子掺杂，其余步骤相同，具体步骤如下：
通过重结晶法获得微米级氯化钠模板：
配制过饱和氯化钠溶液，然后将过饱和氯化钠溶液逐滴加入无水乙醇中，搅拌析出白色晶体，过滤干燥得到微米级氯化钠模板。
将0.5 g沥青与5 g 微米级粒径NaCl模板进行球磨4h，转速300rmp，然后在600 ℃的氮气氛围下炭化2 h，氮气流速300 mL/min。炭化结束后样品自然冷却，用水洗涤并烘干，最后获得未掺杂多孔碳负极材料，将该材料作为电极负极材料组装钠离子半电池并测试其电化学性能。
未掺杂多孔碳负极材料电极片的制备过程及电化学性能如下：
按质量比7: 2: 1称取适量负极材料、聚偏氟乙烯和乙炔黑，以及适量N-甲基吡咯烷酮，在速率300 rpm下球磨 2 h后均匀涂敷铜箔，在80℃下真空干燥24h后制得电池极片。用所得电池极片为工作电极，钠片为对电极，在手套箱中组装钠离子纽扣电池。组装完成后静置12h测量其电化学性能。
所制备的未掺杂多孔碳负极材料在0.1 A/g的电流密度下电池的循环性能如图4中CN所示，首次放电比容量为800 mAh/g，100圈之后放电比容量为240 mAh/g。
与实施例1相比，本对比例未氧/硫掺杂改性，电池的放电比容量显著降低，原因是本发明实施例1经氧/硫掺杂改性后，碳材料为多孔框架结构，以及较高边缘杂原子掺杂含量，其中，氧的含量为7.66 at%，硫的含量为10.61 at%。材料表面的多孔、缺陷和无序微晶结构为沥青材料提供了吸附和储钠活性位点；同时氧元素以羰基的形式存在，而硫元素以氧化型硫(C-SOx-C)和噻吩型硫(C-S-C 2p3/2和C-S-C 2p1/2)的形式存在，较高的边缘杂原子的掺杂含量（10-18at.%）提高了钠存储容量和钠离子的动力学。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种高比容量氧/硫共掺杂多孔碳负极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）将沥青和硫助剂加入到反应釜中，并充入氧气和氮气混合气体，进行热搅拌氧/硫共掺杂聚合反应，得到改性聚合沥青；
（2）将步骤（1）得到的改性聚合沥青和微米级熔盐模板进行球磨混合均匀得固体混合物，在氮气气氛下，将所述固体混合物置于管式炉高温碳化处理，冷却后用去离子水洗涤，过滤后真空干燥，制得高比容量氧/硫共掺杂多孔碳负极材料。
2.根据权利要求1所述的高比容量氧/硫共掺杂多孔碳负极材料的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中的沥青为中低温煤沥青、高温煤沥青、石油沥青和煤液化沥青中的任一种或多种。
3.根据权利要求2所述的高比容量氧/硫共掺杂多孔碳负极材料的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中的硫助剂为升华硫、硫脲和硫酸铵中的任一种或多种。
4.根据权利要求1所述的高比容量氧/硫共掺杂多孔碳负极材料的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中沥青和硫助剂质量比1：（0.1-5）；氧气和氮气体积比例1：（1-5）；所述氧气和氮气混合气体的初始压力为0.1-2MPa。
5.根据权利要求1所述的高比容量氧/硫共掺杂多孔碳负极材料的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中聚合反应温度为150-220℃，时间为1-5h，搅拌速率100-300r/min。
6.根据权利要求1所述的高比容量氧/硫共掺杂多孔碳负极材料的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中改性聚合沥青和微米级熔盐模板的质量比1：（10-20）；球磨转速100-300r/min，时间为2-4h；炭化处理的温度为600-800℃，时间为1-4h。
7.根据权利要求1所述的高比容量氧/硫共掺杂多孔碳负极材料的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中的微米级熔盐模板为质量比为1：（0-1）氯化钠和氯化钾的混合盐，平均粒径为5-8μm。
8.根据权利要求7所述的高比容量氧/硫共掺杂多孔碳负极材料的制备方法，其特征在于：所述微米级熔盐模板由重结晶法制得，所述重结晶法包括如下步骤，将配制的过饱和混合盐溶液，逐步滴入无水乙醇中，搅拌析出白色晶体，过滤干燥后得到微米级熔盐模板。
9.根据权利要求1-8任一项所述方法制备的高比容量氧/硫共掺杂多孔碳负极材料，其特征在于：所述高比容量氧/硫共掺杂碳负极材料具有超薄碳纳米片组成的三维蜂窝状多孔框架结构；所述碳纳米片的边缘氧/硫杂原子数百分含量为10-20at.%。
10.权利要求9所述的高比容量氧/硫共掺杂多孔碳负极材料在钠离子电池或锂离子电池中的应用。
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