[发明专利]多孔碳产品、其制造方法及其应用

权利要求书

1.一种制造多孔碳产品的方法，包括以下的方法步骤：

(a) 制备一种具有第一比表面积的多孔碳结构（12），

(b) 用一种可石墨化的碳的前体物质渗透该碳结构（12），

(c) 碳化该前体物质，形成具有小于该第一比表面积的一个第二比表面积的碳产品（14），

其中根据方法步骤 (a) 的该碳结构（12）的制备包括：

(I)     制备一个有孔的模板（10），

(II)    用一种含有不可石墨化的碳的前体的溶液渗透该模板（10）的孔，

(III)   碳化该前体，形成具有该第一比表面积的碳结构（12），和

(IV)   去除该模板（10）。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，采用水溶性碳水化合物，优选蔗糖作为根据方法步骤 (a) (II) 的该不可石墨化的碳的前体。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在根据方法步骤 (a) (III) 碳化该前体时产生依据BET的比表面积在从400至600 m²/g的范围内的碳结构（12）。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据方法步骤 (c) 的碳化在惰性气氛下于至少500℃的温度下进行。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在该碳化之后接着一种在氧化性气氛下于从200℃至450℃的温度范围内、优选在从350℃至425℃的温度范围内进行的活化处理。

6.根据以上权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在根据方法步骤 (c) 碳化该碳前体物质时产生依据BET的比表面积在低于50 m²/g的范围内的碳产品（14）。

7.根据以上权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，根据方法步骤 (a) (I) 制备该模板（10）包括制造具有分层的孔结构的合成性硅酸灰粉。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，制造该硅酸灰粉包括一个灰粉离析工序，其中通过水解或者热解把SiO₂起始化合物转化成SiO₂微粒，在构成该模板（10）的情况下把这些SiO₂微粒聚结或者聚集地从硅酸灰粉中分离出，该硅酸灰粉具有一种带有分层孔结构的、各向异性的质量分布。

9.根据以上权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，用中间相的树脂作为根据方法步骤 (b) 的该碳前体物质。

10.根据以上权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，该碳产品（14）以精细的、多孔的碳絮片的形式产生。

11.一种带有核-壳结构的多孔碳产品，该结构由一个由第一碳种类形成的核和一个由第二碳种类形成的包绕该核的壳形成，其特征在于，该第一碳种类由具有第一微孔率的乱层碳组成，而该第二碳种类由具有小于该第一微孔率的第二微孔率的、类石墨的碳组成。

12.根据权利要求11所述的碳产品，其特征在于，它具有分层的孔结构。

13.根据权利要求11或12所述的碳产品，其特征在于，该碳产品以由平均层厚度在从10 μm至200 μm的范围内、优选地在从30 μm至100 μm的范围内的碳层形成的多孔碳絮片的形式存在。

14.根据权利要求11至13中任一项所述的碳产品用于制造可重复充电的锂离子电池的电极的用途。