(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211367611.0 (22)申请日 2022.11.03 (71)申请人 赣州立探新能源科技有限公司 地址 341007 江西省赣州市章贡区水西镇 冶金南路 （赣州市钴钼稀有色金属产 业基地） 6号厂房第一、 四层 (72)发明人 谭桂明　彭天权　胡亮　申玉良　 俞有康　章镇　 (74)专利代理 机构 北京高沃 律师事务所 1 1569 专利代理师 黄明光 (51)Int.Cl. H01M 4/587(2010.01) H01M 10/0525(2010.01) C01B 32/05(2017.01) (54)发明名称 一种硬碳材 料及其制备方法和应用 (57)摘要 本发明属于二次电池技术领域， 具体涉及一 种硬碳材料及其制备方法和应用。 本发明提供的 硬碳材料， 包括碳质材料和所述碳质材料表面的 碳包覆层； 所述硬碳材料的d002面层间距为0.36 ～0.42nm； 所述碳包覆层为无定型碳。 在本发明 中， 所述硬碳材料具有较大的碳层间距， 有利于 离子在充放电过程中的脱嵌， 从而提高了硬碳材 料的克容量； 本发明在碳质材料表 面包覆碳层降 低了碳质材料表面的缺陷， 提高硬碳材料可逆容 量的同时进一 步提高硬碳材 料的首次效率。 权利要求书1页 说明书8页 附图2页 CN 115483395 A 2022.12.16 CN 115483395 A 1.一种硬碳材 料， 包括碳质材料和所述 碳质材料表面的碳包覆层； 所述硬碳材 料的d002面层间距为0.3 6～0.42nm； 所述 碳包覆层为无定型碳。 2.根据权利要求1所述硬碳材 料， 其特征在于， 所述 碳包覆层的厚度为3 0～1200nm。 3.根据权利要求1所述硬碳材料， 其特征在于， 所述硬碳材料的中值粒径D50为2～18μ m。 4.根据权利要求1～3任一项所述硬碳材料， 其特征在于， 所述硬碳材料的比表面积为1 ～15m2/g。 5.权利要求1～4任一项所述硬碳材 料的制备 方法， 包括以下步骤： 将第一碳源和有机胺混合后依次进行回流和低温烧结， 得到碳质材料； 所述回流的温 度为75～120℃， 所述回流的时间为2 ～5h； 所述低温烧结的温度为25 0～600℃； 将所述碳质材料和第二碳源混合后进行高温烧结， 得到所述硬碳材料； 所述高温烧结 的温度为70 0～1500℃。 6.根据权利要求5所述制备 方法， 其特 征在于， 所述低温烧结的时间为1～6 h。 7.根据权利要求5或6所述制备方法， 其特征在于， 所述有机胺包括乙二胺、 三乙胺、 三 乙醇胺和六亚甲基四胺中的一种或多种； 所述第一 碳源包括天然生物质材 料、 树脂类材 料、 沥青和植物提取物中的一种或多种； 所述第一 碳源和有机胺的质量比为1:0.5～1.2。 8.根据权利要求5所述制备方法， 其特征在于， 所述第二碳源包括固相碳源、 液相碳源 或气相碳源； 所述碳质材料和第二 碳源的质量比为1:0.02 ～0.2。 9.根据权利要求8所述制备方法， 其特征在于， 所述固相碳源包括聚多巴胺、 聚乙烯吡 咯烷酮、 聚苯乙烯、 沥青、 葡萄糖和蔗糖中的一种或多种； 所述液相碳源由固相碳源溶解于溶剂得到， 所述溶剂包括水、 乙醇、 甲苯、 乙酸乙酯和 正庚烷中的一种或多种； 所述气相碳源包括甲烷、 乙烷、 乙烯、 乙炔、 丙烷、 丙烯、 丙酮、 丁烷、 丁烯、 戊烷和己烷中 的一种或多种。 10.权利要求1～4任一项所述硬碳材料或权利要求5～9任一项所述制备方法制备得到 的硬碳材 料作为二次电池负极材 料的应用。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115483395 A 2一种硬碳材料及其制备方 法和应用 技术领域 [0001]本发明属于二次电池技 术领域， 具体涉及一种硬碳材 料及其制备 方法和应用。 背景技术 [0002]锂离子电池由于具有良好的稳定性、 高能量密度和无记忆效应等优点被广泛应用 于3C消费类电池、 动力类电池和储能类电池领域。 目前商用的锂离子电池的负极材料包括 石墨材料和非石墨类碳材料。 其中， 石墨负极的理论比容量仅为372mAh/g， 导致大倍率 持续 充放电能力和 低温性能难以有效提高。 非石墨类碳负极材料的在制备过程中内部结构会产 生大量的晶格缺陷， 这些 晶格缺陷虽然有利于提升非石墨类碳负极材料 的比容量， 但这些 晶格缺陷也会导致非石墨类碳负极材料的首效率降低， 影响非石墨类碳负极材料的电化学 性能。 因此， 开 发一种兼具较高比容量和较高首效率的锂电池负极材料， 是当前研究 的重要 方向。 发明内容 [0003]有鉴于此， 本发明提供了一种硬碳材料及其制 备方法和应用， 本发明提供的硬碳 材料兼具较高的比容 量和首效率， 具有良好的电化学性能。 [0004]为了解决上述技术问题， 本发明提供了一种硬碳材料， 包括碳质材料和所述碳质 材料表面的碳包覆层； [0005]所述硬碳材 料的d002面层间距为0.3 6～0.42nm； 所述 碳包覆层为无定型碳。 [0006]优选的， 所述 碳包覆层的厚度为3 0～1200nm。 [0007]优选的， 所述硬碳材 料的中值粒径D5 0为2～18 μm。 [0008]优选的， 所述硬碳材 料的比表面积为1～15m2/g。 [0009]本发明还提供了上述 技术方案所述硬碳材 料的制备 方法， 包括以下步骤： [0010]将第一碳源和有机胺混合后依次进行回流和低温烧结， 得到碳质材料； 所述回流 的温度为75～120℃， 所述回流的时间为2 ～5h； 所述低温烧结的温度为25 0～600℃； [0011]将所述碳质材料和第二碳源混合后进行高温烧结， 得到所述硬碳材料； 所述高温 烧结的温度为70 0～1500℃。 [0012]优选的， 所述低温烧结的时间为1～6 h。 [0013]优选的， 所述有机胺包括乙二胺、 三乙胺、 三乙醇胺和六亚甲基四胺中的一种或多 种； [0014]所述第一碳源包括天然生物质材料、 树脂类材料、 沥青和植物提取物中的一种或 多种； [0015]所述第一 碳源和有机胺的质量比为1:0.5～1.2。 [0016]优选的， 所述第二 碳源包括固相碳源、 液相碳源或气相碳源； [0017]所述碳质材料和第二 碳源的质量比为1:0.02 ～0.2。 [0018]优选的， 所述固相碳源包括聚多巴胺、 聚乙烯吡咯烷酮、 聚苯乙烯、 沥青、 葡萄糖和说　明　书 1/8 页 3 CN 115483395 A 3