[发明专利]一种异质碳包覆的石墨负极材料及其制备和在锂二次电池中的应用

权利要求书

1.一种异质碳包覆的石墨负极材料，其特征在于，包括内核以及原位包覆在内核表面的外壳，其中，内核为石墨，外壳为异质碳材料，所述的异质碳材料为具有局域石墨结构的薄层多孔碳；

所述的异质碳包覆的石墨负极材料通过以下步骤制得：

步骤（1）：将包含生物质固体物料、碱和含硅助剂的溶液置于密闭容器内，并在大于或等于100℃的温度下进行预处理A，获得碱性生物质分散液A；

将石墨置于改性液中进行预处理B，分离得到酸性石墨分散液B；所述的改性液为包含酸、氧化剂中的至少一种的水溶液；

步骤（2）：将分散液A和分散液B混合，并控制混合后的体系的pH为6.5-7.5后，对其进行固液分离，获得复合前驱体；

步骤（3）：将复合前驱体进行三段热处理，得到所述的异质碳包覆的石墨负极材料；

所述的三段热处理中，第一段和第二段在保护性气氛下进行，其中，第一段的温度为350-450℃，第二段的温度为900-1250℃；

第三段在真空条件下进行，其温度为2300-2800℃。

2.如权利要求1所述的异质碳包覆的石墨负极材料，其特征在于，所述的异质碳包覆的石墨材料的粒度为微米级。

3.如权利要求2所述的异质碳包覆的石墨负极材料，其特征在于，所述的异质碳包覆的石墨材料的中值粒径D₅₀为5-25μm。

4.如权利要求1所述的异质碳包覆的石墨负极材料，其特征在于，所述的异质碳包覆的石墨负极材料，内核石墨的质量含量为90-98%，余量为异质碳材料外壳。

5.如权利要求1所述的异质碳包覆的石墨负极材料，其特征在于，所述的异质碳包覆的石墨负极材料，其石墨化度为88-96%，总比表面积为0.7-4 m²/g。

6.如权利要求1所述的异质碳包覆的石墨负极材料，其特征在于，所述的异质碳包覆的石墨负极材料，表层异质碳材料为局域石墨化结构，表层异质碳材料的碳层的厚度为8-50nm，石墨化度为45-80%。

7.一种权利要求1~6任一项所述的异质碳包覆的石墨负极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤（1）：将包含生物质固体物料、碱和含硅助剂的溶液置于密闭容器内，并在大于或等于100℃的温度下进行预处理A，获得碱性生物质分散液A；

将石墨置于改性液中进行预处理B，分离得到酸性石墨分散液B；所述的改性液为包含酸、氧化剂中的至少一种的水溶液；

步骤（2）：将分散液A和分散液B混合，并控制混合后的体系的pH为6.5-7.5后，对其进行固液分离，获得复合前驱体；

步骤（3）：将复合前驱体进行三段热处理，得到所述的异质碳包覆的石墨负极材料；

所述的三段热处理中，第一段和第二段在保护性气氛下进行，其中，第一段的温度为350-450℃，第二段的温度为900-1250℃；

第三段在真空条件下进行，其温度为2300-2800℃。

8.如权利要求7所述的异质碳包覆的石墨负极材料的制备方法，其特征在于，所述的生物质固体物料为纤维素、半纤维素、木质素、植物组织、菌渣中的至少一种。

9.如权利要求7所述的异质碳包覆的石墨负极材料的制备方法，其特征在于，所述的生物质固体物料的灰分含量在15%以下；所述的生物质固体物料含水率低于20%。

10.如权利要求7所述的异质碳包覆的石墨负极材料的制备方法，其特征在于，所述的碱为碱金属、碱土金属中的至少一种元素的氢氧化物、氧化物、过氧化物、碳酸盐中的至少一种。

11.如权利要求7所述的异质碳包覆的石墨负极材料的制备方法，其特征在于，所述的含硅助剂为含硅矿物、碳化硅中的至少一种。