[发明专利]碳材料及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种碳材料，其中，所述碳材料002峰的峰高H与峰宽W之比H/W、(002)晶面的层间距d₀₀₂、c轴方向的微晶尺寸L_c以及a轴方向的微晶尺寸L_a满足以下条件：

(1)500≤H/W≤3000；

(2)0.350nm≤d₀₀₂≤0.385nm，38≤(L_a+L_c)/d₀₀₂²≤48，850≤(L_a+L_c)²/(lg(d₀₀₂))¹⁰/100≤1500；

其中，所述碳材料的制备方法包括以下步骤：

(1)将碳前驱体和稳定剂溶液混合，得到碳前驱体混合物；

(2)在氧化气氛下，将所述碳前驱体混合物进行挤出、造粒，得到碳前驱体颗粒；

(3)在惰性气体或真空条件下，将所述碳前驱体颗粒进行炭化处理，即得所述碳材料；

其中，所述碳前驱体为沥青和煤的混合物；

所述稳定剂溶液选自硬脂酸盐溶液、环氧类化合物溶液和多元醇溶液中的至少一种。

2.根据权利要求1所述的碳材料，其中，所述碳材料002峰的峰高H与峰宽W之比H/W、(002)晶面的层间距d₀₀₂、c轴方向的微晶尺寸Lc以及a轴方向的微晶尺寸La满足以下条件：

(1)550≤H/W≤2600；(2)0.350nm≤d₀₀₂≤0.380nm，37≤(La+Lc)/d₀₀₂²≤47，900≤(La+Lc)²/(lg(d₀₀₂))¹⁰/100≤1400。

3.一种制备权利要求1或2所述的碳材料的方法，包括以下步骤：

(1)将碳前驱体和稳定剂溶液混合，得到碳前驱体混合物；

(2)在氧化气氛下，将所述碳前驱体混合物进行挤出、造粒，得到碳前驱体颗粒；

(3)在惰性气体或真空条件下，将所述碳前驱体颗粒进行炭化处理，即得所述碳材料；

其中，所述碳前驱体为沥青和煤的混合物；

步骤(1)中，所述稳定剂溶液选自硬脂酸盐溶液、环氧类化合物溶液和多元醇溶液中的至少一种。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，步骤(1)中，所述稳定剂选自硬脂酸钠溶液、环氧硬脂酸丁酯溶液和季戊四醇溶液中的至少一种。

5.根据权利要求3所述的方法，其中，步骤(1)中，所述稳定剂溶液的质量浓度为0.1-50％。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，步骤(1)中，所述稳定剂溶液的质量浓度为0.5-20％。

7.根据权利要求3所述的方法，其中，步骤(1)中，所述碳前驱体与所述稳定剂溶液的重量比为100：1-50。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，步骤(1)中，所述碳前驱体与所述稳定剂溶液的重量比为100：1-30。

9.根据权利要求3-8中任意一项所述的方法，其中，所述沥青选自中间相沥青、煤沥青和石油沥青中的至少一种；所述煤选自无烟煤、烟煤和褐煤中的至少一种。

10.根据权利要求3-8中任意一项所述的方法，其中，所述沥青与煤的重量比为(1-100):(100-1)。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述沥青与煤的重量比为(1-10):10-1)。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述沥青与煤的重量比为(1-3):(3-1)。