沥青基硬碳复合材料及其制备方法、电池负极和电池技术

本发明专利技术涉及钠离子电池材料技术领域，公开了一种沥青基硬碳复合材料及其制备方法、电池。沥青基硬碳复合材料具有核壳结构，核壳结构包括内核和包覆于内核外表面的外壳层，内核为杂原子及钪掺杂硬碳，外壳层包含导电剂和快离子导体；按照复合材料质量比100％计算，外壳层的含量为1～5wt％。本发明专利技术提供的沥青基硬碳复合材料比容量高、首次效率高以及快充性能好。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及钠离子电池材料，尤其涉及一种沥青基硬碳复合材料及其制备方法、钠离子电池负极和钠离子电池。

技术介绍

1、硬碳材料以电化学稳定性好、材料来源广泛、成本低等优点成为钠离子电池负极材料的主要来源，目前，硬碳材料所用碳基产品的来源主要有生物质、沥青、高分子化合物等。

2、沥青材料因材料来源广泛、一致性高、压实密度高等优点受到青睐，但是由于沥青材料的比容量偏低、首次效率偏低，以及由于沥青材料的电子导电率较差造成倍率性能偏差而影响沥青材料的应用推广。主要原因为沥青热解时，沥青的主要成分沥青质会聚合重排成片状芳香稠环结构，并在范德华作用下堆叠成片状，进一步的升温会使得碳材料有序度与致密度进一步上升，最终转化为有序度高的石墨，不利于钠离子的嵌脱。

技术实现思路

1、本专利技术的目的在于提供一种沥青基硬碳复合材料及其制备方法、钠离子电池负极和钠离子电池，旨在解决现有沥青基硬碳存在的比容量低，首次效率低以及快充性能差的技术问题。

2、为实现以上技术目的，本专利技术采用的技术方案如下：

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【技术保护点】

1.一种沥青基硬碳复合材料，其特征在于，所述沥青基硬碳复合材料具有核壳结构，所述核壳结构包括内核和包覆于所述内核外表面的外壳层，所述内核为杂原子及钪掺杂硬碳，所述外壳层包含导电剂和快离子导体；

2.如权利要求1所述的沥青基硬碳复合材料，其特征在于，所述杂原子包括N；或者，

3.如权利要求1或2所述的沥青基硬碳复合材料，其特征在于，所述导电剂选自石墨烯、碳纳米管、炭黑、中空碳球中的至少一种；且/或，

4.一种沥青基硬碳复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

5.如权利要求4所述的沥青基硬碳复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所...

【技术特征摘要】

1.一种沥青基硬碳复合材料，其特征在于，所述沥青基硬碳复合材料具有核壳结构，所述核壳结构包括内核和包覆于所述内核外表面的外壳层，所述内核为杂原子及钪掺杂硬碳，所述外壳层包含导电剂和快离子导体；

2.如权利要求1所述的沥青基硬碳复合材料，其特征在于，所述杂原子包括n；或者，

3.如权利要求1或2所述的沥青基硬碳复合材料，其特征在于，所述导电剂选自石墨烯、碳纳米管、炭黑、中空碳球中的至少一种；且/或，

4.一种沥青基硬碳复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

5.如权利要求4所述的沥青基硬碳复合材料的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述沥青、所述有机溶剂、所述杂原子化合物和所述钪盐的质量比为100：(500～2000)：(1～5)：(1～5)；或者，

6....

【专利技术属性】
技术研发人员：韩忠，许海飞，梁东，
申请(专利权)人：辽宁中宏能源新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：