本發明涉及碳納米管硬碳復合負極材料領域，尤其涉及一種核殼結構的碳納米管硬碳復合負極材料及制備方法和應用。
背景技術：
目前，碳材料作為負極材料已經被廣泛應用于鋰離子電池之中。
碳負極材料主要有人造石墨、天然石墨、碳納米管，硬碳等多種碳材料，其中硬碳材料作為一種無定型碳，具有較高的可逆容量，理論上達到700mah/g～1000mah/g，遠超石墨化碳的理論容量372mah/g，且硬碳的無規則結構，能夠保障充放電過程中的結構穩定，使鋰電池能夠具有較長的循環壽命，且具有較好的倍率性能。
但目前而言，硬碳材料存在首效較低，可逆容量較低(200mah/g～400mah/g)，電壓存在滯后等問題，阻礙了硬碳材料的進一步應用。
業內也有提出用碳包覆硅材料作為負極材料提升性能，但碳包覆的主要作用是抑制硅材料在脫嵌鋰過程中體積的膨脹收縮，從而解決容量衰減快的問題。
技術實現要素：
本發明的目的是提供一種核殼結構的碳納米管硬碳復合負極材料及制備方法和應用。與現有技術相比，本發明核殼結構的碳納米管硬碳復合負極材料，在內核的硬碳中摻入的碳納米管為鋰離子的傳輸提供了通道，使得鋰離子能夠進入硬碳內部，將鋰離子存儲進這部分原先鋰離子無法擴散到的內部孔隙中，增加了嵌鋰容量。此外采用碳納米管硬碳復合的內核外包覆碳材料，整體均為碳結構，不需要考慮體積膨脹問題，致密的碳包覆層外殼極大的減少了比表面積，通過碳包覆層的保護作用，減少不可逆容量，提高了硬碳首周效率。
為實現上述目的，第一方面，本發明提供了一種核殼結構的碳納米管硬碳復合負極材料，尺寸范圍在1～50um，由內核和包覆在內核外的碳包覆層構成；
所述內核包含第一相和第二相；所述第一相為以葡萄糖、蔗糖、聚乙烯吡咯烷酮、淀粉聚偏氟乙烯、酚醛環氧樹脂或聚氯乙烯中的一種或幾種組合為碳化前驅體制備的硬碳材料，尺寸范圍在1um～40um，拉曼光譜id/ig范圍在0.7～0.9；所述第二相為碳納米管，尺寸在1nm～50nm；所述第二相呈網絡結構分散在第一相里，形成混合體；
所述碳包覆層由氣相法、液相法或固相法制備得到，拉曼光譜id/ig范圍在0.7～1.3；
所述碳納米管硬碳復合負極材料中，按照所占質量分數，第一相：第二相：碳包覆層＝(0，100％]：(0，60％]：(0，40％]。
第二方面，本發明提供了一種上述第一方面所述的核殼結構的碳
聲明：
“核殼結構的碳納米管硬碳復合負極材料及制備方法和應用與流程” 該技術專利(論文)所有權利歸屬于技術(論文)所有人。僅供學習研究，如用于商業用途，請聯系該技術所有人。
我是此專利(論文)的發明人(作者)
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編輯：中冶有色網
來源：溧陽天目先導電池材料科技有限公司
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2025年07月09日 ~ 11日 
