本发明专利技术公开了一种碳包覆电极材料及其制备方法，该碳包覆电极材料包括电极主体材料和碳包覆层，所述碳包覆层中游离无序碳被控制减低，拉曼光谱中碳的G‑band和D‑band峰强度满足关系式：Ig/Id≥1.05。相比于现有技术，本发明专利技术通过在碳包覆后通入腐蚀性气体，与碳包覆层的游离碳发生反应，实现了减低碳含量的同时又能够保持碳包覆层完整的效果。当碳包覆层中有序化包覆碳占比较高而游离碳含量较低时，材料颗粒表面光滑，具有较好的加工性能，同时材料具有较高的压实密度，进而使得二次电池的能量密度较高。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及二次电池，尤其涉及一种碳包覆电极材料及其制备方法。
技术介绍
1、二次电池由于具有能量密度高、循环寿命长、无记忆效应、自放电率低等优点，在能源存储和供应方面逐渐占据了主导地位。近年来，二次电池中的锂离子电池取得了长足的发展，钠离子电池也在快速发展。锂/钠电池主要由正极、负极、隔膜、电解质及其他配件组成，其中电极(活性)材料对电池的整体性能发挥起着至关重要的作用。
2、对于电极材料而言，具有良好的电子导电性和离子导电性是能够投入应用的必备条件。然而，很多电极材料虽然在安全性、比容量、原料成本、环保等方面具有优势，但其电子电导并不理想，例如各种过渡金属磷酸盐类材料、钛酸锂材料、硅材料等。提高材料的电子电导最经济有效的方法就是对材料进行碳包覆处理，碳包覆可以有效改善材料的表面电子接触，提高材料的电子电导率，从而提高材料的倍率性能和循环性能。
3、碳包覆通常采用将有机碳源与被包覆物质混合后于惰性气氛中烧结碳化的方式进行，碳包覆层一般是由无定形碳与有序化碳共同组成的，同时还会存在大量的游离碳。在人们对于二次电池能量密度的要求逐步提升的时候，电极材料的压实密度成为一项重要技术指标，而碳包覆层的状态及碳含量的多少对材料压实密度的大小有着直接的影响。游离碳是指没有有效包裹在电极主体材料表面的碳，属于低效碳。目前的碳包覆电极材料的碳包覆层有大量游离碳，使总体碳包覆量居高不下，材料的压实密度也很难提升。
4、鉴于目前碳包覆电极材料存在的上述缺陷，确有必要提供一种解决上述问题的技术方案。
/>技术实现思路
1、本专利技术的目的在于：提供一种碳包覆电极材料，通过在碳包覆后通入腐蚀气体，与碳包覆层中的游离碳发生化学反应进行腐蚀，降低了碳包覆层中游离碳的含量，改善材料的加工性能，提高材料的压实密度，从而提高二次电池的能量密度。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、一种碳包覆电极材料，包括电极主体材料和碳包覆层，所述碳包覆层中游离无序碳被控制减低，材料的拉曼光谱中碳的g-band和d-band峰强度满足关系式：ig/id≥1.05。
4、优选的，所述碳包覆层的碳占碳包覆电极材料总质量的含量为0.5～1.5％。
5、优选的，所述电极主体材料为正极材料和负极材料中的至少一种。
6、优选的，所述电极主体材料为含锂过渡金属磷酸盐、含钠过渡金属磷酸盐、钛酸锂、硅负极材料中的至少一种。
7、本专利技术还提供一种碳包覆电极材料的制备方法，包括以下步骤：
8、步骤s1：碳源对电极主体材料进行碳包覆，得到初始碳包覆电极材料；
9、步骤s2：在100～800℃下，向炉腔内通入惰性气体和腐蚀气体，反应10min～6h，得到减低游离碳含量的碳包覆电极材料。
10、优选的，还包括步骤s3；
11、步骤s3：采用化学气相沉积法对经过s2处理后的碳包覆电极材料进行二次碳包覆处理，具体为在400～800℃下，向炉腔内通入载有碳源气体的第二惰性气体。
12、优选的，在步骤s2中，所述惰性气体为氮气、氩气、氦气中的至少一种，其中又以氮气和氩气最为经济，所述惰性气体和腐蚀气体的体积比为90～99:1～10。
13、优选的，在步骤s2中，所述腐蚀气体为空气、水蒸气、co2、co、o2、hcl中的至少一种。
14、优选的，在步骤s1中，所述初始碳包覆电极材料的碳包覆量为0.5～2.0％，所述碳源为葡萄糖、蔗糖、淀粉、peg、pvp、柠檬酸、草酸等有机碳源中的一种或者几种的组合。
15、优选的，步骤s3中所述第二惰性气体为氮气、氩气、氦气中的至少一种，所述碳源气体为甲烷、乙烯、乙炔、丙烷、甲醇、乙醇中的至少一种。
16、优选的，在步骤s3中，碳源气体的量不宜过多，且通入时间不宜过长，碳源占总体气量的比例<5％，通气时间10min～1h。
17、本专利技术的有益效果在于：
18、(1)本专利技术通过在碳包覆后通入腐蚀性气体，与碳包覆层中的游离碳发生反应，实现了减低碳含量的同时又能够保持主体碳包覆层完整的效果。
19、(2)本专利技术的碳包覆电极材料，碳包覆层中的游离碳含量较低，颗粒表面光滑，材料具有较好的加工性能；
20、(3)本专利技术的碳包覆电极材料的碳包覆层中有序化碳占比较高，材料具有较高的压实密度，进而使得二次电池的能量密度较高。
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【技术保护点】
1.一种碳包覆电极材料，其特征在于，包括电极主体材料和碳包覆层，材料的拉曼光谱中碳的G-band和D-band峰强度满足关系式：Ig/Id≥1.05。
2.根据权利要求1所述的碳包覆电极材料，其特征在于，所述碳包覆层占碳包覆电极材料总质量的比例为0.5～1.5％。
3.根据权利要求1所述的碳包覆电极材料，其特征在于，所述电极主体材料为正极材料和负极材料中的至少一种。
4.根据权利要求3所述的碳包覆电极材料，其特征在于，所述电极主体材料为含锂过渡金属磷酸盐、含钠过渡金属磷酸盐、钛酸锂、硅负极材料中的至少一种。
5.根据权利要求1～4任一项所述的碳包覆电极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的碳包覆电极材料的制备方法，其特征在于，还包括步骤S3；
7.根据权利要求5所述的碳包覆电极材料的制备方法，其特征在于，在步骤S2中，所述惰性气体为氮气、氩气、氦气中的至少一种，所述惰性气体和腐蚀气体的体积比为90～99:1～10。
8.根据权利要求5所述的碳包覆电极材料的制备方法，其特征在于，在步骤S2中，所述腐蚀气体为空气、水蒸气、CO2、CO、O2、HCl气体中的至少一种。
9.根据权利要求5所述的碳包覆电极材料的制备方法，其特征在于，在步骤S1中，所述初始碳包覆电极材料的碳包覆量为0.5～2.0％，所述碳源为葡萄糖、蔗糖、淀粉、PEG、PVP、柠檬酸、草酸等有机碳源中的一种或者几种的组合。
10.根据权利要求6所述的碳包覆电极材料的制备方法，其特征在于，步骤S3中所述第二惰性气体为氮气、氩气、氦气中的至少一种，所述碳源气体为甲烷、乙烯、乙炔、丙烷、甲醇、乙醇中的至少一种。
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【技术特征摘要】
1.一种碳包覆电极材料，其特征在于，包括电极主体材料和碳包覆层，材料的拉曼光谱中碳的g-band和d-band峰强度满足关系式：ig/id≥1.05。
2.根据权利要求1所述的碳包覆电极材料，其特征在于，所述碳包覆层占碳包覆电极材料总质量的比例为0.5～1.5％。
3.根据权利要求1所述的碳包覆电极材料，其特征在于，所述电极主体材料为正极材料和负极材料中的至少一种。
4.根据权利要求3所述的碳包覆电极材料，其特征在于，所述电极主体材料为含锂过渡金属磷酸盐、含钠过渡金属磷酸盐、钛酸锂、硅负极材料中的至少一种。
5.根据权利要求1～4任一项所述的碳包覆电极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的碳包覆电极材料的制备方法，其特征在于，还包括步骤s3；
7.根据...
【专利技术属性】
技术研发人员：房向鹏，花春秀，王静，罗廷，
申请(专利权)人：四川欣联伍材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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