一种纳米Fe3O4原位生长N,P共掺杂多孔碳的负极材料及其制法的制作方法

本发明涉及锂离子电池领域，具体为一种纳米fe3o4原位生长n,p共掺杂多孔碳的负极材料及其制法。

背景技术：

锂离子电池是一种绿色高能可充电电，具有能量密度高、循环寿命长、安全性能好、无记忆效应等优点，广泛应用于各类便携式电子设备中，目前锂离子电池负极材料主要有石墨碳负极材料，但是碳负极材料的储锂能力较差，理论容量不高，不能满足大型电子设备的需求，阻碍了锂离子电池的发展，因此需要开发储锂性能更优越的负极材料。

过渡金属氧化物电极材料如fe3o4、co3o4、mos2等，具有很高的理论比容量，并且储量丰富，成本低廉，对环境友好，是一种非常具有应用前景的锂离子电池负极材料，但是fe3o4在持续的充放电过程中，体积会发生较大＝膨胀变化，导致电极材料内部结构遭到破坏和崩塌，导致容量衰减严重和循环性能降低，目前通常是在fe3o4纳米颗粒表面包覆多孔碳材料，来提高fe3o4负极材料的电化学性能，但是fe3o4纳米颗粒容易在多孔碳材料分布不均匀，容易发生团聚，导致电化学活性位点降低。

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种纳米fe3o4原位生长n,p共掺杂多孔碳的负极材料及其制法，解决了fe3o4负极材料电化学性能较差的问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种纳米fe3o4原位生长n,p共掺杂多孔碳的负极材料，所述纳米fe3o4原位生长n,p共掺杂多孔碳的负极材料制备方法包括以下步骤：

(1)向反应瓶中加入甲苯溶剂、质量比为100:10-30的纳米fe3o4和乙烯基三甲氧基硅烷，置于油浴装置中，加热至100-120℃，匀速搅拌回流反应5-10h，过滤除去溶剂，使用蒸馏水和乙醇洗涤并干燥，制备得到乙烯基纳米fe3o4。

(2)在氩气氛围中，向反应瓶中加入n-甲基吡咯烷酮溶剂、2,2-双(3-氨基-4-羟基苯基)六氟丙烷和二酐单体，在室温下匀速搅拌反应10-20h，再加入催化剂吡啶和脱水剂乙酸酐，加热至100-130℃，反应3-8h，将溶液加入冰水冷却并有大量沉淀析出，过滤除去溶剂，使用蒸馏水洗涤并干燥，制备得到主链含羟基的聚酰亚胺。

(3)向反应瓶中加入吡啶溶剂和主链含羟基的聚酰亚胺，搅拌均匀后滴加加入2-溴异丁酰溴，在0-5℃下反应2-4h，然后升温至20-40℃，匀速搅拌反应10-20h，加入甲醇溶剂直至有大量沉淀析出，过滤除去溶剂，使用甲醇洗涤并干燥，制备得到主链含溴的聚酰亚胺。

(4)向氩气氛围中，向反应瓶中加入n,n-二甲基甲酰胺溶剂、主链含溴的聚酰亚胺、2,2’联吡啶、氯化亚铜、氯化铜、丙烯腈和乙烯基纳米fe3o4、通过液氮急速冷冻和室温解冻过程3-5次，加热至50-80℃，匀速搅拌反应12-24h，将溶液加入冰水直至有大量沉淀析出，过滤除去溶剂，使用蒸馏水洗涤并干燥，制备得到纳米fe3o4原位聚合聚酰亚胺。

(5)向反应瓶中加入n,n-二甲基甲酰胺溶剂、纳米fe3o4原位聚合聚酰亚胺和苯氧基聚磷腈，匀速搅拌2-4h，真空干燥除去溶剂，固体混合产物置于气氛炉中，在氮气氛围中，升温至750-850℃，保温煅烧2-3h，制备得到碳包覆纳米fe3o4。

(6)向反应瓶中加入蒸馏水、碳包覆纳米fe3o4和氢氧化钾，超声分散均匀后真空干燥除去溶剂，将混合产物置于置于气氛炉中，在氮气氛围中，升温至580-620℃，保温煅烧2-3h，使用蒸馏水洗涤并干燥，制备得到纳米fe3o4原位生长n,p共掺杂多孔碳的负极材料。

优选的，所述步骤(1)中的油浴装置包括磁力搅拌加热器，磁力搅拌加热器上方设置有支撑架，支撑架活动连接有调节齿轮，调节齿轮活动连接有齿轮杆，齿轮杆固定连接有油浴锅，油浴锅内部设置有反应瓶。

优选的，所述步骤(2)中的二酐单体为均苯四甲酸酐或1,4,5,8-萘四甲酸酐中的任意一种。

优选的，所述步骤(2)中的2,2-双(3-氨基-4-羟基苯基)六氟丙烷、二酐单体、吡啶、乙酸酐的质量比为100:50-60:420-480:200-250。

优选的，所述步骤(3)中的主链含羟基的聚酰亚胺和2-溴异丁酰溴的质量比为100:200-260。

优选的，所述步骤(4)中的主链含溴的聚酰亚胺、2,2’联吡啶、氯化亚铜、氯化铜、丙烯腈和乙烯基纳米fe3o4的质量比为100:25-35:8-12:0.5-0.8:80-140。

优选的，所述步骤(5)中的纳米fe3o4原位聚合聚酰亚胺和苯氧基聚磷腈的质量比为100:10-15。

优选的，所述碳包覆纳米fe3o4和氢氧化钾的质量比为10:10-30。

(三)有益的技术效果

与现有技术相比，本发明具备以下实验原理和有益技术效果：

该一种纳米fe3o4原位生长n,p共掺杂多孔碳的负极材料，通过乙烯基三甲氧基硅烷修饰，得到乙烯基纳米fe3o4，以2,2-双(3-氨基-4-羟基苯基)六氟丙烷作为含羟基的二胺单体，与含有刚性萘环或苯环的二酐单体聚合，得到主链含羟基的聚酰亚胺，活性羟基与2-溴异丁酰溴的酰溴原子进行取代反应，得到主链含溴原子的聚酰亚胺，以主链含溴原子的聚酰亚胺作为大分子引发剂，溴原子作为引发活性位点，通过原子转移自由基聚合法，以2,2’联吡啶作为活化剂、氯化亚铜为催化剂、氯化铜作为助催化剂，引发聚丙烯腈和纳米fe3o4的乙烯基在聚酰亚胺中原位聚合，纳米fe3o4通过化学键的键合作用，均匀分散在聚酰亚胺的内部。

该一种纳米fe3o4原位生长n,p共掺杂多孔碳的负极材料，在高温煅烧过程中，苯氧基聚磷腈高温下经过热分解-交联过程，产生大量的热解气体和磷酸衍生物，热解气体在石墨碳中形成丰富的孔道结构，而聚酰亚胺刚性的刚性萘环和苯环结构，有利于碳层孔道结构不塌陷，磷酸衍生物作为成炭剂，促进聚酰亚胺向石墨化程度更高的石墨碳转变，相比于普通的碳材料，石墨碳具有更加优异的导电性和电化学性能，苯氧基聚磷腈作为磷源，聚酰亚胺和丙烯腈组分作为氮源，进一步在氢氧化钾高温刻蚀作用下，形成电化学性能优异的n,p共掺杂多孔石墨碳。

该一种纳米fe3o4原位生长n,p共掺杂多孔碳的负极材料，由于纳米fe3o4通过化学键的键合作用，均匀分散在聚酰亚胺的内部，因此高温煅烧后，纳米fe3o4均匀分布在n,p共掺杂多孔石墨碳，减少了纳米fe3o4的团聚和聚集的现象，从而暴露出大量的电化学活性位点，并且在n,p共掺杂多孔石墨碳均匀包覆的作用下，显著降低了纳米fe3o4体积膨胀产生的应力对电极材料电化学稳定性产生的影响，从而使纳米fe3o4原位生长n,p共掺杂多孔碳的负极材料表现出超高的实际比容量和优异的电化学循环稳定性。

附图说明

图1是油浴锅正面示意图；

图2是支撑架放大示意图；

图3是油浴锅调节示意图。

1-磁力搅拌加热器；2-支撑架；3-调节齿轮；4-齿轮杆；5-油浴锅；6-反应瓶。

具体实施方式

为实现上述目的，本发明提供如下具体实施方式和实施例：一种纳米fe3o4原位生长n,p共掺杂多孔碳的负极材料，制备方法包括以下步骤：

(1)向反应瓶中加入甲苯溶剂、质量比为100:10-30的纳米fe3o4和乙烯基三甲氧基硅烷，置于油浴装置中，油浴装置包括磁力搅拌加热器，磁力搅拌加热器上方设置有支撑架，支撑架活动连接有调节齿轮，调节齿轮活动连接有齿轮杆，齿轮杆固定连接有油浴锅，油浴锅内部设置有反应瓶，加热至100-120℃，匀速搅拌回流反应5-10h，过滤除去溶剂，使用蒸馏水和乙醇洗涤并干燥，制备得到乙烯基纳米fe3o4。

(2)在氩气氛围中，向反应瓶中加入n-甲基吡咯烷酮溶剂、2,2-双(3-氨基-4-羟基苯基)六氟丙烷和二酐单体，在室温下匀速搅拌反应10-20h，再加入催化剂吡啶和脱水剂乙酸酐，其中四者的质量比为100:50-60:420-480:200-250，二酐单体为均苯四甲酸酐或1,4,5,8-萘四甲酸酐中的任意一种，加热至100-130℃，反应3-8h，将溶液加入冰水冷却并有大量沉淀析出，过滤除去溶剂，使用蒸馏水洗涤并干燥，制备得到主链含羟基的聚酰亚胺。

(3)向反应瓶中加入吡啶溶剂和主链含羟基的聚酰亚胺，搅拌均匀后滴加加入2-溴异丁酰溴，两者质量比为100:200-260，在0-5℃下反应2-4h，然后升温至20-40℃，匀速搅拌反应10-20h，加入甲醇溶剂直至有大量沉淀析出，过滤除去溶剂，使用甲醇洗涤并干燥，制备得到主链含溴的聚酰亚胺。

(4)向氩气氛围中，向反应瓶中加入n,n-二甲基甲酰胺溶剂、质量比为100:25-35:8-12:0.5-0.8:80-140的主链含溴的聚酰亚胺、2,2’联吡啶、氯化亚铜、氯化铜、丙烯腈和乙烯基纳米fe3o4，通过液氮急速冷冻和室温解冻过程3-5次，加热至50-80℃，匀速搅拌反应12-24h，将溶液加入冰水直至有大量沉淀析出，过滤除去溶剂，使用蒸馏水洗涤并干燥，制备得到纳米fe3o4原位聚合聚酰亚胺。

(5)向反应瓶中加入n,n-二甲基甲酰胺溶剂、质量比为100:10-15的纳米fe3o4原位聚合聚酰亚胺和苯氧基聚磷腈，匀速搅拌2-4h，真空干燥除去溶剂，固体混合产物置于气氛炉中，在氮气氛围中，升温至750-850℃，保温煅烧2-3h，制备得到碳包覆纳米fe3o4。

(6)向反应瓶中加入蒸馏水、质量比为10:10-30的碳包覆纳米fe3o4和氢氧化钾，超声分散均匀后真空干燥除去溶剂，将混合产物置于置于气氛炉中，在氮气氛围中，升温至580-620℃，保温煅烧2-3h，使用蒸馏水洗涤并干燥，制备得到纳米fe3o4原位生长n,p共掺杂多孔碳的负极材料。

实施例1

(1)向反应瓶中加入甲苯溶剂、质量比为100:10的纳米fe3o4和乙烯基三甲氧基硅烷，置于油浴装置中，油浴装置包括磁力搅拌加热器，磁力搅拌加热器上方设置有支撑架，支撑架活动连接有调节齿轮，调节齿轮活动连接有齿轮杆，齿轮杆固定连接有油浴锅，油浴锅内部设置有反应瓶，加热至100℃，匀速搅拌回流反应5h，过滤除去溶剂，使用蒸馏水和乙醇洗涤并干燥，制备得到乙烯基纳米fe3o4。

(2)在氩气氛围中，向反应瓶中加入n-甲基吡咯烷酮溶剂、2,2-双(3-氨基-4-羟基苯基)六氟丙烷和二酐单体，在室温下匀速搅拌反应10h，再加入催化剂吡啶和脱水剂乙酸酐，其中四者的质量比为100:50:420:200，二酐单体为均苯四甲酸酐或1,4,5,8-萘四甲酸酐中的任意一种，加热至100℃，反应3h，将溶液加入冰水冷却并有大量沉淀析出，过滤除去溶剂，使用蒸馏水洗涤并干燥，制备得到主链含羟基的聚酰亚胺。

(3)向反应瓶中加入吡啶溶剂和主链含羟基的聚酰亚胺，搅拌均匀后滴加加入2-溴异丁酰溴，两者质量比为100:200，在0℃下反应2h，然后升温至20℃，匀速搅拌反应10h，加入甲醇溶剂直至有大量沉淀析出，过滤除去溶剂，使用甲醇洗涤并干燥，制备得到主链含溴的聚酰亚胺。

(4)向氩气氛围中，向反应瓶中加入n,n-二甲基甲酰胺溶剂、质量比为100:25:8:0.5:80的主链含溴的聚酰亚胺、2,2’联吡啶、氯化亚铜、氯化铜、丙烯腈和乙烯基纳米fe3o4，通过液氮急速冷冻和室温解冻过程3次，加热至50℃，匀速搅拌反应12h，将溶液加入冰水直至有大量沉淀析出，过滤除去溶剂，使用蒸馏水洗涤并干燥，制备得到纳米fe3o4原位聚合聚酰亚胺。

(5)向反应瓶中加入n,n-二甲基甲酰胺溶剂、质量比为100:10的纳米fe3o4原位聚合聚酰亚胺和苯氧基聚磷腈，匀速搅拌2h，真空干燥除去溶剂，固体混合产物置于气氛炉中，在氮气氛围中，升温至750℃，保温煅烧2h，制备得到碳包覆纳米fe3o4。

(6)向反应瓶中加入蒸馏水、质量比为1:1的碳包覆纳米fe3o4和氢氧化钾，超声分散均匀后真空干燥除去溶剂，将混合产物置于置于气氛炉中，在氮气氛围中，升温至580℃，保温煅烧2h，使用蒸馏水洗涤并干燥，制备得到纳米fe3o4原位生长n,p共掺杂多孔碳的负极材料1。

实施例2

(1)向反应瓶中加入甲苯溶剂、质量比为100:15的纳米fe3o4和乙烯基三甲氧基硅烷，置于油浴装置中，油浴装置包括磁力搅拌加热器，磁力搅拌加热器上方设置有支撑架，支撑架活动连接有调节齿轮，调节齿轮活动连接有齿轮杆，齿轮杆固定连接有油浴锅，油浴锅内部设置有反应瓶，加热至100℃，匀速搅拌回流反应10h，过滤除去溶剂，使用蒸馏水和乙醇洗涤并干燥，制备得到乙烯基纳米fe3o4。

(2)在氩气氛围中，向反应瓶中加入n-甲基吡咯烷酮溶剂、2,2-双(3-氨基-4-羟基苯基)六氟丙烷和二酐单体，在室温下匀速搅拌反应10h，再加入催化剂吡啶和脱水剂乙酸酐，其中四者的质量比为100:52:440:220，二酐单体为均苯四甲酸酐或1,4,5,8-萘四甲酸酐中的任意一种，加热至130℃，反应8h，将溶液加入冰水冷却并有大量沉淀析出，过滤除去溶剂，使用蒸馏水洗涤并干燥，制备得到主链含羟基的聚酰亚胺。

(3)向反应瓶中加入吡啶溶剂和主链含羟基的聚酰亚胺，搅拌均匀后滴加加入2-溴异丁酰溴，两者质量比为100:220，在5℃下反应4h，然后升温至40℃，匀速搅拌反应20h，加入甲醇溶剂直至有大量沉淀析出，过滤除去溶剂，使用甲醇洗涤并干燥，制备得到主链含溴的聚酰亚胺。

(4)向氩气氛围中，向反应瓶中加入n,n-二甲基甲酰胺溶剂、质量比为100:28:9:0.6:100的主链含溴的聚酰亚胺、2,2’联吡啶、氯化亚铜、氯化铜、丙烯腈和乙烯基纳米fe3o4，通过液氮急速冷冻和室温解冻过程4次，加热至80℃，匀速搅拌反应24h，将溶液加入冰水直至有大量沉淀析出，过滤除去溶剂，使用蒸馏水洗涤并干燥，制备得到纳米fe3o4原位聚合聚酰亚胺。

(5)向反应瓶中加入n,n-二甲基甲酰胺溶剂、质量比为100:11的纳米fe3o4原位聚合聚酰亚胺和苯氧基聚磷腈，匀速搅拌2h，真空干燥除去溶剂，固体混合产物置于气氛炉中，在氮气氛围中，升温至850℃，保温煅烧3h，制备得到碳包覆纳米fe3o4。

(6)向反应瓶中加入蒸馏水、质量比为10:15的碳包覆纳米fe3o4和氢氧化钾，超声分散均匀后真空干燥除去溶剂，将混合产物置于置于气氛炉中，在氮气氛围中，升温至620℃，保温煅烧3h，使用蒸馏水洗涤并干燥，制备得到纳米fe3o4原位生长n,p共掺杂多孔碳的负极材料2。

实施例3

(1)向反应瓶中加入甲苯溶剂、质量比为100:22的纳米fe3o4和乙烯基三甲氧基硅烷，置于油浴装置中，油浴装置包括磁力搅拌加热器，磁力搅拌加热器上方设置有支撑架，支撑架活动连接有调节齿轮，调节齿轮活动连接有齿轮杆，齿轮杆固定连接有油浴锅，油浴锅内部设置有反应瓶，加热至110℃，匀速搅拌回流反应8h，过滤除去溶剂，使用蒸馏水和乙醇洗涤并干燥，制备得到乙烯基纳米fe3o4。

(2)在氩气氛围中，向反应瓶中加入n-甲基吡咯烷酮溶剂、2,2-双(3-氨基-4-羟基苯基)六氟丙烷和二酐单体，在室温下匀速搅拌反应15h，再加入催化剂吡啶和脱水剂乙酸酐，其中四者的质量比为100:56:460:240，二酐单体为均苯四甲酸酐或1,4,5,8-萘四甲酸酐中的任意一种，加热至120℃，反应5h，将溶液加入冰水冷却并有大量沉淀析出，过滤除去溶剂，使用蒸馏水洗涤并干燥，制备得到主链含羟基的聚酰亚胺。

(3)向反应瓶中加入吡啶溶剂和主链含羟基的聚酰亚胺，搅拌均匀后滴加加入2-溴异丁酰溴，两者质量比为100:24，在2℃下反应3h，然后升温至30℃，匀速搅拌反应15h，加入甲醇溶剂直至有大量沉淀析出，过滤除去溶剂，使用甲醇洗涤并干燥，制备得到主链含溴的聚酰亚胺。

(4)向氩气氛围中，向反应瓶中加入n,n-二甲基甲酰胺溶剂、质量比为100:32:11:0.7:120的主链含溴的聚酰亚胺、2,2’联吡啶、氯化亚铜、氯化铜、丙烯腈和乙烯基纳米fe3o4，通过液氮急速冷冻和室温解冻过程4次，加热至70℃，匀速搅拌反应18h，将溶液加入冰水直至有大量沉淀析出，过滤除去溶剂，使用蒸馏水洗涤并干燥，制备得到纳米fe3o4原位聚合聚酰亚胺。

(5)向反应瓶中加入n,n-二甲基甲酰胺溶剂、质量比为100:14的纳米fe3o4原位聚合聚酰亚胺和苯氧基聚磷腈，匀速搅拌3h，真空干燥除去溶剂，固体混合产物置于气氛炉中，在氮气氛围中，升温至800℃，保温煅烧2.5h，制备得到碳包覆纳米fe3o4。

(6)向反应瓶中加入蒸馏水、质量比为10:25的碳包覆纳米fe3o4和氢氧化钾，超声分散均匀后真空干燥除去溶剂，将混合产物置于置于气氛炉中，在氮气氛围中，升温至600℃，保温煅烧3h，使用蒸馏水洗涤并干燥，制备得到纳米fe3o4原位生长n,p共掺杂多孔碳的负极材料3。

实施例4

(1)向反应瓶中加入甲苯溶剂、质量比为100:30的纳米fe3o4和乙烯基三甲氧基硅烷，置于油浴装置中，油浴装置包括磁力搅拌加热器，磁力搅拌加热器上方设置有支撑架，支撑架活动连接有调节齿轮，调节齿轮活动连接有齿轮杆，齿轮杆固定连接有油浴锅，油浴锅内部设置有反应瓶，加热至120℃，匀速搅拌回流反应10h，过滤除去溶剂，使用蒸馏水和乙醇洗涤并干燥，制备得到乙烯基纳米fe3o4。

(2)在氩气氛围中，向反应瓶中加入n-甲基吡咯烷酮溶剂、2,2-双(3-氨基-4-羟基苯基)六氟丙烷和二酐单体，在室温下匀速搅拌反应20h，再加入催化剂吡啶和脱水剂乙酸酐，其中四者的质量比为100:60:480:250，二酐单体为均苯四甲酸酐或1,4,5,8-萘四甲酸酐中的任意一种，加热至130℃，反应8h，将溶液加入冰水冷却并有大量沉淀析出，过滤除去溶剂，使用蒸馏水洗涤并干燥，制备得到主链含羟基的聚酰亚胺。

(3)向反应瓶中加入吡啶溶剂和主链含羟基的聚酰亚胺，搅拌均匀后滴加加入2-溴异丁酰溴，两者质量比为100:260，在5℃下反应4h，然后升温至40℃，匀速搅拌反应20h，加入甲醇溶剂直至有大量沉淀析出，过滤除去溶剂，使用甲醇洗涤并干燥，制备得到主链含溴的聚酰亚胺。

(4)向氩气氛围中，向反应瓶中加入n,n-二甲基甲酰胺溶剂、质量比为100:35:12:0.8:140的主链含溴的聚酰亚胺、2,2’联吡啶、氯化亚铜、氯化铜、丙烯腈和乙烯基纳米fe3o4，通过液氮急速冷冻和室温解冻过程5次，加热至80℃，匀速搅拌反应24h，将溶液加入冰水直至有大量沉淀析出，过滤除去溶剂，使用蒸馏水洗涤并干燥，制备得到纳米fe3o4原位聚合聚酰亚胺。

(5)向反应瓶中加入n,n-二甲基甲酰胺溶剂、质量比为100:15的纳米fe3o4原位聚合聚酰亚胺和苯氧基聚磷腈，匀速搅拌4h，真空干燥除去溶剂，固体混合产物置于气氛炉中，在氮气氛围中，升温至850℃，保温煅烧3h，制备得到碳包覆纳米fe3o4。

(6)向反应瓶中加入蒸馏水、质量比为10:30的碳包覆纳米fe3o4和氢氧化钾，超声分散均匀后真空干燥除去溶剂，将混合产物置于置于气氛炉中，在氮气氛围中，升温至620℃，保温煅烧3h，使用蒸馏水洗涤并干燥，制备得到纳米fe3o4原位生长n,p共掺杂多孔碳的负极材料4。

对比例1

(1)向反应瓶中加入甲苯溶剂、质量比为100:6的纳米fe3o4和乙烯基三甲氧基硅烷，置于油浴装置中，油浴装置包括磁力搅拌加热器，磁力搅拌加热器上方设置有支撑架，支撑架活动连接有调节齿轮，调节齿轮活动连接有齿轮杆，齿轮杆固定连接有油浴锅，油浴锅内部设置有反应瓶，加热至100℃，匀速搅拌回流反应10h，过滤除去溶剂，使用蒸馏水和乙醇洗涤并干燥，制备得到乙烯基纳米fe3o4。

(2)在氩气氛围中，向反应瓶中加入n-甲基吡咯烷酮溶剂、2,2-双(3-氨基-4-羟基苯基)六氟丙烷和二酐单体，在室温下匀速搅拌反应20h，再加入催化剂吡啶和脱水剂乙酸酐，其中四者的质量比为100:45:400:180，二酐单体为均苯四甲酸酐或1,4,5,8-萘四甲酸酐中的任意一种，加热至130℃，反应3h，将溶液加入冰水冷却并有大量沉淀析出，过滤除去溶剂，使用蒸馏水洗涤并干燥，制备得到主链含羟基的聚酰亚胺。

(3)向反应瓶中加入吡啶溶剂和主链含羟基的聚酰亚胺，搅拌均匀后滴加加入2-溴异丁酰溴，两者质量比为100:180，在0℃下反应4h，然后升温至40℃，匀速搅拌反应10h，加入甲醇溶剂直至有大量沉淀析出，过滤除去溶剂，使用甲醇洗涤并干燥，制备得到主链含溴的聚酰亚胺。

(4)向氩气氛围中，向反应瓶中加入n,n-二甲基甲酰胺溶剂、质量比为100:20:6:0.4:60的主链含溴的聚酰亚胺、2,2’联吡啶、氯化亚铜、氯化铜、丙烯腈和乙烯基纳米fe3o4，通过液氮急速冷冻和室温解冻过程5次，加热至80℃，匀速搅拌反应24h，将溶液加入冰水直至有大量沉淀析出，过滤除去溶剂，使用蒸馏水洗涤并干燥，制备得到纳米fe3o4原位聚合聚酰亚胺。

(5)向反应瓶中加入n,n-二甲基甲酰胺溶剂、质量比为100:8的纳米fe3o4原位聚合聚酰亚胺和苯氧基聚磷腈，匀速搅拌4h，真空干燥除去溶剂，固体混合产物置于气氛炉中，在氮气氛围中，升温至850℃，保温煅烧2h，制备得到碳包覆纳米fe3o4。

(6)向反应瓶中加入蒸馏水、质量比为10:8的碳包覆纳米fe3o4和氢氧化钾，超声分散均匀后真空干燥除去溶剂，将混合产物置于置于气氛炉中，在氮气氛围中，升温至620℃，保温煅烧3h，使用蒸馏水洗涤并干燥，制备得到纳米fe3o4原位生长n,p共掺杂多孔碳的负极材料对比1。

分别将实施例和对比例中纳米fe3o4原位生长n,p共掺杂多孔碳的负极材料放入n-甲基吡咯烷酮溶剂中，加入导电炭黑、聚偏氟乙烯，将浆料涂在铜箔表面，进行干燥和切片，得到锂离子电池负极工作电极，以金属锂片为对电极，celgard聚丙烯作为隔膜，1mol/l的lipf6+碳酸乙烯酯+碳酸二乙酯+碳酸二甲酯溶液作为电解液，在氮气氛围中组装成cr2032型纽扣电池，使用chi760d电化学工作站测试电池的电化学性能，测试标准为gb/t36276-2018。