本申请公开了一种碳负极材料及其制备方法、负极极片、电池和用电装置。该方案中碳负极材料的大孔的孔隙率大于或等于30％，大孔为孔径大于50nm的孔。本申请方案中通过提高大孔的孔隙率，即增加大孔的数量，能够丰富碳负极材料的内部孔道，进而增加离子通道，以便于离子的嵌入、脱出，使碳负极材料表现出比较优的充放电性能，提高碳负极材料的快速充电能力。提高碳负极材料的快速充电能力。
【技术实现步骤摘要】
碳负极材料及其制备方法、负极极片、电池和用电装置
[0001]本申请涉及电池
，特别是涉及一种碳负极材料及其制备方法、负极极片、电池和用电装置。
技术介绍
[0002]随着当前社会的快速发展，人们对绿色新能源以及高性能储能设备的需求越来越迫切。电池作为新一代绿色能量储存和转换装置，已被广泛应用于便携式电子设备及动力汽车等领域。且所用电池一般是能够反复充电和放电的二次电池。但是，现有二次电池的充电效率偏低，大大限制了它的应用，因此，亟待需要开发具有快速充电能力的电池。
技术实现思路
[0003]鉴于上述技术问题，本申请提供一种碳负极材料及其制备方法、负极极片、电池和用电装置，能够提高碳负极材料的快速充电能力。
[0004]第一方面，本申请提供一种碳负极材料，碳负极材料的大孔的孔隙率大于或等于30％，大孔的孔径大于50nm。
[0005]本申请实施例的技术方案中，提高碳负极材料中大孔的孔隙率，即增加大孔的数量，能够丰富碳负极材料的内部孔道，进而增加离子通道，以便于离子的嵌入脱出，使碳负极材料表现出比较优的充放电性能，提高碳负极材料的快速充电能力。
[0006]在一些实施方式中，碳负极材料的大孔的孔隙率大于或等于30％且小于或等于80％。
[0007]在一些实施方式中，碳负极材料包括石墨材料，石墨材料包括石墨化中间相碳微球、中间相沥青碳纤维、气相生长的碳纤维、由生物质材料碳化的石墨化纤维、硬碳、软碳中的一种或多种。这些碳材料具有较丰富的内部孔道，能够提供更多的离子通道。
[0008]在一些实施方式中，碳负极材料的比表面积为0.5
‑
25m2/g。通过增大碳负极材料的比表面积，能够使碳负极材料暴露出其内部的离子通道，以便于离子的嵌入脱出，使碳负极材料表现出比较优的充放电性能，提高碳负极材料的快速充电能力。
[0009]第二方面，本申请提供一种负极极片，包括负极材料和负极集流体，负极材料包括以上任一项的碳负极材料。
[0010]第三方面，本申请提供一种电池，电池包括正极极片、隔离膜以及负极极片，隔离膜位于正极极片与负极极片之间以起到隔离的作用，所述负极极片包括以上任一项所述的负极极片。
[0011]第四方面，本申请提供一种用电装置，用电装置包括以上任一项的电池。
[0012]第五方面，本申请提供一种碳负极材料的制备方法，制备方法包括：提供造孔剂和碳源材料；将造孔剂和碳源材料混合后在惰性气体氛围中加热处理，得到以上任一项的碳负极材料。
[0013]在一些实施方式中，造孔剂包括碱金属氢氧化物、碱土金属氢氧化物、氢氧化亚
铊、氢氧化二氨合银、胆碱、氢氧化铊、季铵碱类化合物、格氏试剂、烷基铜锂、醇钠、醇钾、胍中的一种或多种。
[0014]本申请实施例的技术方案中，通过使用强碱类物质作为造孔剂，对碳源材料进行化学腐蚀，或者说通过化学侵蚀的方式提高碳源材料的比表面积，以暴露出碳负极材料内部的离子通道，进而方便离子的嵌入和脱出，提高充电能力，实现快速充电。
[0015]在一些实施方式中，造孔剂和碳源材料的质量比为1:500～1:3。通过调控造孔剂的用量，能够控制所形成孔的孔径以及所得碳负极材料的孔隙率，提供更多离子通道，进而方便离子的嵌入和脱出，提高快速充电能力。
[0016]在一些实施方式中，热处理时间为300～1200℃，热处理温度为0.5～48h。通过这种方式，能够控制反应速率，保证所得孔的孔径较大，防止快速反应，孔径过小。
[0017]在一些实施方式中，将造孔剂和碳源材料混合后在惰性气体氛围中加热处理之前包括：将造孔剂和碳源材料搅拌混匀，所用搅拌器包括涡轮式、浆式、推进式、螺杆式、行星式搅拌器中的任一种，搅拌时间为0.25～48h。通过将造孔剂与碳源材料充分混匀，能够使材料表面反应更均匀，所得孔的孔径均衡。
[0018]在一些实施方式中，将造孔剂和碳源材料混合后在惰性气体氛围中加热处理之后包括：将加热后的混合物与去离子水混合，形成悬浊液，搅拌0.5h～1h，过滤，所得固体烘干之后得到碳负极材料。通过这种方式，能够清洗去除残留在碳负极材料表面的反应杂质，提高所得负极材料的纯度，进而避免对电池性能带来影响。
[0019]上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。
附图说明
[0020]通过阅读对下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在全部附图中，用相同的附图标号表示相同的部件。在附图中：
[0021]图1为本申请一些实施例的车辆的结构示意图；
[0022]图2为本申请一些实施例的电池的分解结构示意图；
[0023]图3为本申请一些实施例的电池单体的分解结构示意图；
[0024]图4为本申请对比例1的碳负极材料用扫描电镜测试的形貌图；
[0025]图5为本申请实施例1的碳负极材料用扫描电镜测试的形貌图；
[0026]图6为本申请实施例3的碳负极材料用扫描电镜测试的形貌图。
具体实施方式
[0027]下面将结合附图对本申请技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本申请的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本申请的保护范围。
[0028]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的
的技术人员通常理解的含义相同；本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，
不是旨在于限制本申请；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
[0029]在本申请实施例的描述中，技术术语“第一”“第二”等仅用于区别不同对象，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量、特定顺序或主次关系。在本申请实施例的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0030]在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
[0031]在本申请实施例的描述中，术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
[0032]在本申请实施例的描述中，术语“多个”指的是两个以上(包括两个)，同理，“多组”指的是本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种碳负极材料，其特征在于，所述碳负极材料的大孔的孔隙率大于或等于30％，所述大孔的孔径大于50nm。2.根据权利要求1所述的碳负极材料，其特征在于，所述碳负极材料的大孔的孔隙率大于或等于30％且小于或等于80％。3.根据权利要求1所述的碳负极材料，其特征在于，所述碳负极材料包括石墨材料，所述石墨材料包括石墨化中间相碳微球、中间相沥青碳纤维、气相生长的碳纤维、由生物质材料碳化的石墨化纤维、硬碳、软碳中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的碳负极材料，其特征在于，所述碳负极材料的比表面积为0.5
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25m2/g。5.一种负极极片，其特征在于，包括负极材料和负极集流体，所述负极材料包括如权利要求1
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4任一项所述的碳负极材料。6.一种电池，其特征在于，包括正极极片、隔离膜以及负极极片，所述隔离膜位于正极极片与负极极片之间起到隔离的作用，所述负极极片包括如权利要求5所述的负极极片。7.一种用电装置，其特征在于，包括如权利要求6所述的电池。8.一种碳负极材料的制备方法，其特征在于，包括：提供造孔剂和碳源材料；将所述造孔剂和碳源材料混合后在惰性气体氛围中加热...
【专利技术属性】
技术研发人员：石鹏，赵延杰，李星，
申请(专利权)人：宁德时代新能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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