硬碳材料及其制备方法和应用技术

本申请公开了一种硬碳材料及其制备方法和应用。本申请硬碳材料含有含氧官能团，所述含氧官能团占所述硬碳材料总重量的0.01～20wt％。本申请硬碳材料引入了含氧官能团，具有相对大的层间距，并增加了储锂、钠活性位点，显著提升了锂离子、钠离子的可逆脱嵌性能，进而提高可逆容量和倍率性能高，同时具有良好的低温性能，硬碳材料的制备方法能够保证制备的硬碳材料的物理和电化学性能稳定，而且效率高，节约生产成本。节约生产成本。节约生产成本。

【技术实现步骤摘要】
硬碳材料及其制备方法和应用


[0001]本申请属于二次电池领域，具体涉及一种硬碳材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]20世纪60、70年代的石油能源危机问题迫使人们去寻找新的可替代的新能源，随着人们对环境保护和能源危机意识的增强，新能源得到了迅速崛起和普及，如锂离子电池和钠离子电池等二次电池逐渐地走进了社会的生产和生活当中。
[0003]随着人们对高质量、低成本产品的需求日益增长，二次电池行业也对电池的负极材料提出了更高的要求。研究开发高容量、低成本的负极材料成为了二次电池行业关注的热点。
[0004]目前二次电池主要的商业化材料为结构稳定性高、电化学性能优异的碳材料。碳材料主要包括人造石墨、天然石墨、碳纳米管，硬碳等多种碳材料。其中，硬碳材料作为一种无定型碳，具有较高的可逆容量，理论上达到700mAh/g～1000mAh/g，远超石墨化碳的理论容量372mAh/g，且硬碳的无规则结构，能够保障充放电过程中的结构稳定，使锂电池、钠电池等二次电池能够具有较长的循环寿命，且具有较好的倍率性能。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种硬碳材料，其特征在于，所述硬碳材料含有含氧官能团，所述含氧官能团占所述硬碳材料总重量的0.01～20wt％。2.如权利要求1所述的硬碳材料，其特征在于：所述含氧基团至少具有如下任一特征：所述含氧官能团包括羰基、醚基、羧基、羟基中的至少一种；至少部分所述含氧官能团分布在所述硬碳材料的表面。3.如权利要求2所述的硬碳材料，其特征在于：所述含氧官能团包括羰基，所述羰基占所述硬碳材料总重量的0.01～13wt％；和/或所述含氧官能团包括醚基，所述醚基占所述硬碳材料总重量的0.01～7wt％。4.如权利要求1
‑
3任一项所述的硬碳材料，其特征在于：所述硬碳材料至少具有如下任一特征：层间距为0.372nm～0.410nm；布拉格衍射角度2θ为2θ≤23.7
°
；石墨化程度为I
D
/I
G
≥1.50；所述硬碳材料含多孔结构。5.如权利要求4所述的硬碳材料，其特征在于：所述多孔结构含有微孔，且所述微孔至少具有如下任一特征：所述微孔的孔径为0.35～2nm；所述微孔的孔容为0.01～0.1cm3/g；所述微孔的孔隙率≥90％；所述微孔占所述多孔结构所含孔总数量的90％以上。6.如权利要求5所述的硬碳材料，其特征在于：所述多孔结构还含有中孔和大孔，其中，所述中孔的孔径为2～50nm，所述大孔的孔径为50～500nm；或/和所述中孔和所述大孔的总孔数占比所述多孔结构所含孔总数量的10％以下。7.如权利要求1
‑
3、5

【专利技术属性】
技术研发人员：骆文森，万远鑫，孔令涌，裴现一男，谭旗清，
申请(专利权)人：深圳市德方创域新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：