[发明专利]一种硬碳复合材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种硬碳复合材料的制备方法，包括以下步骤：

制备多孔硬碳前驱体：将椰壳以酸处理后干燥，与偶联剂、碳酸氢钠和催化剂的有机溶剂溶液中混合均匀，喷雾干燥，再于500-1300℃进行热解，冷却，得到多孔硬碳前驱体；其中，所述催化剂选自三乙胺、4-二甲氨基吡啶、四甲基胍和三乙烯二胺中的至少一种；

制备补锂添加剂：将Li₂O粉末和Ag粉末按照质量比2-5:1混合，球磨后得到Li₂O/Ag的补锂添加剂；

复合材料的制备：将补锂添加剂以有机溶剂分散成质量浓度为1％-10％的悬浊液，再加入制备的多孔硬碳前驱体，搅拌均匀，喷雾干燥，碳化，得到补锂添加剂的软碳包覆硬碳复合材料。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，酸处理后的椰壳、偶联剂、碳酸氢钠和催化剂混合的质量比为100:1-5:1-5:0.5-2。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述偶联剂选自乙烯基三乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、甲基乙烯基二甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷和γ-巯基丙基三甲氧基硅烷中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂选自四氯化碳、N-甲基吡咯烷酮、二甲苯和环己烷中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述热解是以1-10℃/min的升温速率升温至500-1300℃。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述Li₂O粉末和Ag粉末的粒径为1-5:1，Li₂O粉末的粒径为0.5-2μm。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，制备复合材料时，补锂添加剂与多孔硬碳前驱体按质量比为1-10:100混合。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述碳化是在惰性气氛下于800-1200℃碳化1-6h。

9.权利要求1-8任意一项所述的方法制备的硬碳复合材料。

10.权利要求9所述的硬碳复合材料作为电池负极材料的应用。