[发明专利]硬碳材料表面生成碳包覆层的方法和碳包覆材料及应用

权利要求书

1.一种硬碳材料表面生成碳包覆层的方法，其特征在于，所述方法包括：

（1）将包覆碳源溶于水中配制成10wt％～50wt％溶液，形成包覆溶液；所述包覆碳源为易溶于水的聚合物；

（2）制备硬碳前驱体作为待包覆材料，所述硬碳前驱体包括完全碳化或未完全碳化的前驱体；所述硬碳前驱体的制备包括：

在氮气气氛下对碳源材料进行碳化处理，得到硬碳前驱体；

所述碳化处理的温度为：根据所述碳源材料的热失重曲线确定失重30%～40%的温度为所述碳化处理的温度；

所述碳源材料包括：树脂、糖类的水热产物或木质素中的任一种或几种；

所述硬碳前驱体的粒径分布呈正态分布，D50在1μm～10μm，比表面积≤50 m²/g；

（3）将包覆溶液在搅拌条件下加入所述待包覆材料，并进行1～12小时超声处理，使待包覆材料均匀分散于所述包覆溶液中，得到悬浮液；其中，所述待包覆材料与所述包覆碳源的质量比为100:10～100:30；

（4）将所述悬浮液放置于烘箱内蒸干，得到包覆前驱体，并进行干燥；

（5）在惰性气氛下对干燥后的材料在180℃～240℃保温24-72小时，用以对所述干燥后的材料进行稳定化处理；

（6）对稳定化处理后的材料在1000℃～1500℃进行碳化处理，冷却后打散筛分，得到均匀碳包覆的硬碳负极材料。

2.根据权利要求1所述的生成碳包覆层的方法，其特征在于，用作所述包覆碳源的易溶于水的聚合物包括：可溶性淀粉、麦芽糊精、环糊精、蔗糖、葡萄糖、果糖、预糊化淀粉中的任意一种或多种。

3.根据权利要求1所述的生成碳包覆层的方法，其特征在于，所述步骤（2）中碳化处理的温度为400℃～700℃。

4.根据权利要求1所述的生成碳包覆层的方法，其特征在于，所述搅拌条件具体为：

在混合机中以转速50～500r/min处理30～300min；或者，

在25℃～95℃水浴中进行搅拌。

5.根据权利要求1所述的生成碳包覆层的方法，其特征在于，

所述蒸干的温度不超过95℃；

所述进行干燥具体为：将包覆前驱体放入真空干燥箱中在40℃下真空干燥24小时。

6.根据权利要求1所述的生成碳包覆层的方法，其特征在于，所述碳化处理具体为：

在惰性气氛保护下，升温速率为0.5-10℃/min，升温至1000℃～1500℃，保温4～12小时。

7.一种根据上述权利要求1-6任一所述的硬碳材料表面生成碳包覆层的方法制备得到的碳包覆材料，其特征在于，所述碳包覆材料为均匀碳包覆的硬碳负极材料。

8.一种储能器件，其特征在于，所述储能器件的负极包括上述权利要求7所述的碳包覆材料。

9.根据权利要求8所述的储能器件，其特征在于，所述储能器件包括锂离子电池或钠离子电池。