[发明专利]碳阳极材料

权利要求书

1.一种含碳阳极材料，其能够嵌入和脱嵌碱金属离子并且其具有碳结构，所述碳结构包括含有一种或多种一次含碳材料的核和含有一种或多种化学键合在所述一种或多种一次含碳材料上的碳化材料的外表面，其中所述含碳阳极材料具有使用氮气BET分析测定的0m²/g至5m²/g的开口微孔比表面积，并且其中所述核不由或基本上不由一种或多种选自石墨和具有完全石墨结构的材料的一次含碳材料组成。

2.根据权利要求1所述的含碳阳极材料，其中所述一种或多种一次含碳材料包括可石墨化区域和非石墨化区域。

3.根据权利要求1所述的含碳阳极材料，其中所述一种或多种一次含碳材料包括不可石墨化区域和非石墨化区域。

4.根据权利要求1或权利要求3所述的含碳阳极材料，其中所述一种或多种一次含碳材料衍生自植物基材料、动物衍生材料、烃材料、碳水化合物材料和其它含碳有机材料的热解。

5.根据任一前述权利要求所述的含碳阳极材料，其中所述一种或多种一次含碳材料包括一种或多种由(碳)-X表示的碳复合材料，

其中X是选自锑、锡、磷、硫、硼、铝、镓、铟、锗、铅、砷、铋、钛、钼、硒、碲、硅、碳和镁的一种或多种元素；或

其中X是一种或多种选自锑、锡、磷、硫、硼、铝、镓、铟、锗、铅、砷、铋、钛、钼、硒、碲、硅、碳和镁的元素的氧化物。

6.根据任一前述权利要求所述的含碳阳极材料，其中所述碳化材料衍生自选自有机和烃材料的一种或多种二次含碳材料。

7.根据任一前述权利要求所述的含碳阳极材料，其在所述的含碳阳极材料的外表面上包含最多2.5原子百分比的氧。

8.根据任一前述权利要求所述的含碳阳极材料，其具有使用卡尔·费歇尔滴定技术和在暴露于环境气氛中至多一小时之后所测定的最多百万分之50的水分。

9.根据任一前述权利要求所述的含碳阳极材料，其中所述一种或多种一次含碳材料具有从约1nm至约30μm的粒度。

10.一种用于制备含碳阳极材料的方法，所述含碳阳极材料能够嵌入和脱嵌碱金属离子并且其具有碳结构，所述方法包括：在最高达950℃的温度下，使包含一种或多种以固体形式的一次含碳材料的核与碳化材料接触，从而产生具有使用氮气BET分析测定的0m²/g至5m²/g的开口微孔比表面积的含碳阳极材料，并且其中所述核不由或基本上不由一种或多种选自石墨和具有完全石墨结构的材料的一次含碳材料组成。

11.一种钠离子电池，其包括阴极电极、阳极电极和电解质，其中所述阳极电极包含根据权利要求1至9中任一项所述的含碳阳极材料。

12.根据权利要求11所述的钠离子电池，其中所述电解质包含选自以下的一种或多种：0至10摩尔的选自NaPF₆、NaBF₄、双(草酸)钠(NaBOB)、三氟甲磺酸钠(NaOTf)的钠金属盐，其在一种或多种选自碳酸亚乙酯(EC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸亚丙酯(PC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸甲乙酯(EMC)、γ-丁内酯(GBL)环丁砜、二甘醇二甲醚、三甘醇二甲醚、四甘醇二甲醚、二甲亚砜(DMSO)、二氧戊环及其混合物的溶剂中；NASICON型电解质、硫化物基电解质、氢化物基电解质、β-氧化铝基电解质和β-氧化铝基电解质。

13.一种锂离子电池，其包括阴极电极、阳极电极和电解质，其中所述阳极电极包含根据权利要求1至9中任一项所述的含碳阳极材料。