[发明专利]一种硬炭材料及其制备方法、电极、电池和应用

权利要求书

1.一种硬炭材料的制备方法，其特征在于，其包括如下步骤：

(1)将成分A经调制，得到硬炭前驱体；其中，

所述成分A为沥青和/或树脂；

所述调制包括如下步骤：将所述成分A和成分B进行混合，即可；其中，所述成分B包括溶剂和/或增塑剂；

经所述调制后，所述硬炭前驱体的软化点低于所述成分A的软化点20～250℃；

所述硬炭前驱体的粒径体积分布D50为0.1～50μm；

(2)将所述硬炭前驱体经球形化处理，固化，热处理，即可；其中，

所述球形化处理采用悬浮成球法，所述悬浮成球法的温度高于所述硬炭前驱体的软化点10～100℃；

所述热处理包括预碳化和碳化。

2.如权利要求1所述的硬炭材料的制备方法，其特征在于，所述沥青的软化点为120～300℃；

和/或，所述沥青的种类为石油沥青；

和/或，所述树脂选自古马龙树脂、石油树脂和酚醛树脂中的一种或多种；

和/或，所述调制后，所述硬炭前驱体的软化点低于所述成分A的软化点40～130℃；

和/或，所述调制后，所述硬炭前驱体的软化点为70～250℃。

3.如权利要求2所述的硬炭材料的制备方法，其特征在于，所述沥青的软化点为250℃；

和/或，所述沥青选自软化点为120～300℃的精制沥青；

和/或，所述调制后，所述硬炭前驱体的软化点低于所述成分A的软化点60℃或80℃；

和/或，所述调制后，所述硬炭前驱体的软化点为70～90℃、120～180℃或200～250℃。

4.如权利要求3所述的硬炭材料的制备方法，其特征在于，所述调制后，所述硬炭前驱体的软化点为170℃、210℃或220℃。

5.如权利要求1所述的硬炭材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述混合的工艺为搅拌、混捏或均质化处理；

和/或，步骤(1)中，所述混合采用的设备为反应釜、混捏机或均质机；

和/或，步骤(1)中，所述混合时的温度为150～300℃；

和/或，步骤(1)中，所述混合的时间为1.5～3h；

和/或，步骤(1)中，所述成分A和成分B的质量比为1：(0.05～1)；

和/或，步骤(1)中，所述溶剂的种类选自洗油、甲苯、联苯、萘和四氢呋喃中的一种或多种；

和/或，步骤(1)中，所述增塑剂的种类为邻苯二甲酸二丁酯或碳酸丙烯酯；

和/或，步骤(1)中，所述增塑剂的质量为所述成分A的质量的0.01％～20％；

和/或，步骤(1)中，所述成分B还包括造孔剂，模板剂，固化剂，导电助剂和含有益杂质原子的物质中的一种或多种。

6.如权利要求5所述的硬炭材料的制备方法，其特征在于，所述混合时的温度为250℃；

和/或，所述混合的时间为2h；

和/或，所述成分A和成分B的质量比为1：(0.2～0.4)；

和/或，所述溶剂为2-甲基萘或“甲苯和2-甲基萘”混合物；

和/或，所述造孔剂和所述模板剂均选自聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯腈、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物P123、泊洛沙姆F127和氯化铝中的一种或多种；

和/或，所述造孔剂或所述模板剂的用量为所述成分A的质量的0.01％～30％；

和/或，所述固化剂为甲阶酚醛树脂或羧甲基纤维素钠；

和/或，所述导电助剂为CNT；

和/或，所述有益杂质原子为磷元素或硼元素；

和/或，所述含有益杂质原子的物质选自磷酸、植酸或硼酸。

7.如权利要求6所述的硬炭材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述成分A和成分B的质量比为1：0.28或1：0.34；

和/或，所述“甲苯和2-甲基萘”混合物中，甲苯和2-甲基萘的质量比为(0.2～1)：1；

和/或，所述造孔剂或所述模板剂的用量为所述成分A的质量的0.1％。