本发明涉及碳纳米管硬碳复合负极材料领域，尤其涉及一种核壳结构的碳纳米管硬碳复合负极材料及制备方法和应用。
背景技术：
目前，碳材料作为负极材料已经被广泛应用于锂离子电池之中。
碳负极材料主要有人造石墨、天然石墨、碳纳米管，硬碳等多种碳材料，其中硬碳材料作为一种无定型碳，具有较高的可逆容量，理论上达到700mah/g～1000mah/g，远超石墨化碳的理论容量372mah/g，且硬碳的无规则结构，能够保障充放电过程中的结构稳定，使锂电池能够具有较长的循环寿命，且具有较好的倍率性能。
但目前而言，硬碳材料存在首效较低，可逆容量较低(200mah/g～400mah/g)，电压存在滞后等问题，阻碍了硬碳材料的进一步应用。
业内也有提出用碳包覆硅材料作为负极材料提升性能，但碳包覆的主要作用是抑制硅材料在脱嵌锂过程中体积的膨胀收缩，从而解决容量衰减快的问题。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种核壳结构的碳纳米管硬碳复合负极材料及制备方法和应用。与现有技术相比，本发明核壳结构的碳纳米管硬碳复合负极材料，在内核的硬碳中掺入的碳纳米管为锂离子的传输提供了通道，使得锂离子能够进入硬碳内部，将锂离子存储进这部分原先锂离子无法扩散到的内部孔隙中，增加了嵌锂容量。此外采用碳纳米管硬碳复合的内核外包覆碳材料，整体均为碳结构，不需要考虑体积膨胀问题，致密的碳包覆层外壳极大的减少了比表面积，通过碳包覆层的保护作用，减少不可逆容量，提高了硬碳首周效率。
为实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种核壳结构的碳纳米管硬碳复合负极材料，尺寸范围在1～50um，由内核和包覆在内核外的碳包覆层构成；
所述内核包含第一相和第二相；所述第一相为以葡萄糖、蔗糖、聚乙烯吡咯烷酮、淀粉聚偏氟乙烯、酚醛环氧树脂或聚氯乙烯中的一种或几种组合为碳化前驱体制备的硬碳材料，尺寸范围在1um～40um，拉曼光谱id/ig范围在0.7～0.9；所述第二相为碳纳米管，尺寸在1nm～50nm；所述第二相呈网络结构分散在第一相里，形成混合体；
所述碳包覆层由气相法、液相法或固相法制备得到，拉曼光谱id/ig范围在0.7～1.3；
所述碳纳米管硬碳复合负极材料中，按照所占质量分数，第一相：第二相：碳包覆层＝(0，100％]：(0，60％]：(0，40％]。
第二方面，本发明提供了一种上述第一方面所述的核壳结构的碳
声明：
“核壳结构的碳纳米管硬碳复合负极材料及制备方法和应用与流程” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色网
来源：溧阳天目先导电池材料科技有限公司
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2025年05月16日 ~ 18日 
