本申請涉及電池材料領(lǐng)域，尤其涉及一種多孔碳及其制備方法、電池。
背景技術(shù)：
1、瀝青基多孔碳材料因其高比表面積、較好的機(jī)械性能、可調(diào)控孔隙結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的導(dǎo)電性，已廣泛應(yīng)用于超級電容器、鋰離子電池負(fù)極、氣體吸附等領(lǐng)域。隨著鋰離子電池技術(shù)在動力電池、消費(fèi)電池和儲能市場的快速發(fā)展，硅碳負(fù)極材料憑借較高的理論比容量展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力。而多孔碳作為硅碳的骨架材料，其結(jié)構(gòu)會直接影響硅沉積，從而影響最終形成硅碳負(fù)極材料的性能。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、有鑒于此，本申請?zhí)峁┮环N多孔碳及其制備方法、電池，旨在提供一種適用于硅沉積的大比表面積的多孔碳。
2、本申請實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的，提供一種多孔碳，所述多孔碳的比表面積大于等于2400m2/g，孔徑小于等于2nm的微孔的孔體積占比≥70％。
3、在一些實(shí)施例中，所述多孔碳中孔徑為0.5～2nm的微孔的孔體積占比大于98％；和/或，所述多孔碳的電導(dǎo)率為80～100s/cm；和/或，所述多孔碳的碳源包括瀝青。
4、相應(yīng)的，本申請還提供一種多孔碳的制備方法，包括：提供瀝青基碳源；在真空氣氛下對所述瀝青基碳源進(jìn)行真空預(yù)活化，得到預(yù)活化料；
5、將所述預(yù)活化料與活化劑進(jìn)行混合，并對混合物進(jìn)行碳化處理，其中，所述碳化處理的溫度小于等于700℃。
6、在一些實(shí)施例中，所述真空氣氛的真空度為1*10-1～1*10-3pa；和/或，所述真空預(yù)活化的活化溫度為400～650℃；和/或，所述真空預(yù)活化的活化時間為1～6h。
7、在一些實(shí)施例中，所述真空預(yù)活化采用梯度溫度下預(yù)活化，包括第一保溫處理和第二保溫處理；其中：所述第一保溫處理的溫度為400～500℃，所述第二保溫處理的溫度為550～650℃；和/或，所述第一保溫處理的時間為0.5～3h；和/或，所述第二保溫處理的時間為0.5～3h；和/或，所述第一保溫處理與所述第二保溫處理的溫度差值的絕對值大于等于100℃。
8、在一些實(shí)施例中，所述真空預(yù)活化先以第一升溫速率升溫達(dá)到所述第一保溫處理的溫度，然后以第二升溫速率升溫達(dá)到所述第二保溫處理的溫度，其中，所述第一升溫速率小于所述第二升溫速率，所述第一升溫速率小于等于5℃/min，所述第一升溫速率與所述第二升溫速率的差值的絕對值大于等于3℃/min。
9、在一些實(shí)施例中，所述真空預(yù)活化采用梯度控壓預(yù)活化，包括第一真空段和第二真空段，其中，所述第一真空段的真空度為1*10-1～1*10-2pa，所述第二真空段的真空度為1*10-2～1*10-3，所述第一真空段的真空度與所述第二真空段的真空度之差的絕對值大于0。
10、在一些實(shí)施例中，所述真空預(yù)活化采用梯度溫度以及梯度控壓預(yù)活化，包括：于第一真空度下，以第一升溫速率升溫達(dá)到第一保溫處理的溫度，進(jìn)行第一保溫處理；然后抽真空至第二真空度，以第二升溫速率升溫達(dá)到第二保溫處理的溫度，進(jìn)行第二保溫處理；其中，所述第一真空度為1*10-1～1*10-2pa，所述第二真空度為1*10-2～1*10-3pa，所述第一真空度與所述第二真空度之差的絕對值大于0；和/或，所述第一保溫處理的溫度為400～500℃，所述第二保溫處理的溫度為550～650℃，所述第一保溫處理與所述第二保溫處理的溫度差值的絕對值大于等于100℃；和/或，所述第一保溫處理的時間為0.5～3h；和/或，所述第二保溫處理的時間為0.5～3h；和/或，所述第一升溫速率小于所述第二升溫速率，所述第一升溫速率小于等于5℃/min，所述第一升溫速率與所述第二升溫速率的差值的絕對值大于等于3℃/min。
11、在一些實(shí)施例中，所述碳化處理的保溫溫度為500～700℃；和/或，所述碳化處理在惰性氣氛下進(jìn)行，其中，所述惰性氣氛包括氮?dú)?、氦氣、氬氣、氖氣和氙氣中的一種或多種形成的氣氛；和/或，所述碳化處理的保溫時間為1～12h。
12、在一些實(shí)施例中，所述碳化處理包括第一保溫段和第二保溫段，其中，所述第一保溫段的溫度為500～600℃，所述第二保溫段的溫度為600～700℃，所述第一保溫段的溫度與所述第二保溫段的溫度之間的差值的絕對值大于等于50℃；和/或，所述瀝青基碳源包括瀝青，所述瀝青包括天然瀝青、煤焦油瀝青或石油瀝青中的一種或多種；和/或，所述瀝青基碳源的軟化點(diǎn)為100～150℃；和/或，所述瀝青基碳源的粒徑d50為5～10μm；和/或，所述活化劑包括氫氧化鉀、氫氧化鈉、碳酸鉀、碳酸鈉、磷酸、氯化鎂和氯化鋅中的一種或多種；和/或，所述預(yù)活化料與所述活化劑的質(zhì)量比為1：0.2～1：1.5；和/或，所述預(yù)活化料的粒徑d50為6～12μm。
13、相應(yīng)的，本申請還提供一種電池，所述電池包括負(fù)極材料，所述負(fù)極材料包括多孔碳和硅粒子，至少部分的所述硅粒子分布在所述多孔碳的孔內(nèi)；其中，所述多孔碳為上述的多孔碳，或者為上述的制備方法制備得到的多孔碳。
14、本申請的多孔碳的比表面積大于等于2400m2/g，孔徑小于等于2nm的微孔的孔體積占比≥70％，較大的比表面積以及孔徑分布集中于微孔，使多孔碳保持足夠的機(jī)械強(qiáng)度，能夠提供充足的孔隙空間和通道，便于后續(xù)硅的均勻沉積。
1.一種多孔碳，其特征在于，所述多孔碳的比表面積大于等于2400m2/g，孔徑小于等于2nm的微孔的孔體積占比≥70％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多孔碳，其特征在于，
3.一種多孔碳的制備方法，其特征在于，包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述真空預(yù)活化采用梯度溫度下預(yù)活化，包括第一保溫處理和第二保溫處理；其中：
6.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的制備方法，其特征在于，所述真空預(yù)活化采用梯度控壓預(yù)活化，包括第一真空段和第二真空段，其中，所述第一真空段的真空度為1*10-1～1*10-2pa，所述第二真空段的真空度為1*10-2～1*10-3pa，所述第一真空段的真空度與所述第二真空段的真空度之差的絕對值大于0。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述真空預(yù)活化采用梯度溫度以及梯度控壓預(yù)活化，包括：
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于，
10.一種電池，其特征在于，所述電池包括負(fù)極材料，所述負(fù)極材料包括多孔碳和硅粒子，至少部分的所述硅粒子分布在所述多孔碳的孔內(nèi)；其中，所述多孔碳為權(quán)利要求1～2任一項(xiàng)所述的多孔碳，或者為權(quán)利要求3～9任一項(xiàng)所述的制備方法制備得到的多孔碳。