【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及材料化學，具體而言，涉及一種高導電性硬碳復合材料及其制備方法與應用。
技術介紹
1、硬碳材料以其獨特的結構和性能，被認為是替代傳統石墨負極材料的較優選擇。它不僅具備較高的比容量，還展現出良好的循環穩定性和較低的成本優勢。然而，硬碳材料在實際應用中所面臨的導電性不足和倍率性能不佳的問題，成為了制約其進一步發展的瓶頸。這些問題的存在，限制了硬碳材料在高能量密度和高功率密度電池中的應用潛力。
2、為了解決這些問題，科研人員已經嘗試了多種方法，包括摻雜金屬元素、引入導電碳網絡等。盡管這些方法在一定程度上提升了硬碳材料的導電性，但它們也帶來了成本上升、工藝復雜化以及容量損失等新的挑戰。
3、因此，開發一種既能夠顯著提升硬碳負極材料導電性，又能保持其高容量和循環穩定性的方法，對于電池技術的商業化和廣泛應用具有極其重要的意義。
4、鑒于此，特提出本專利技術。
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于提供一種高導電性硬碳復合材料及其制備方法與應用，以解決或改善上述技術問題。
2、本專利技術是這樣實現的：
3、第一方面，本專利技術提供一種高導電性硬碳復合材料的制備方法，包括以下步驟：
4、將硬碳前驅體在空氣氛圍下進行預氧化，得到預氧化前驅體；
5、將預氧化前驅體粉碎后在惰性氛圍下進行預碳化，得到預碳化前驅體；
6、將預碳化前驅體與分散劑、碳納米管漿料、粘結劑以及溶劑混合后研磨，得到黑液；>
7、將黑液干燥后在惰性氛圍下進行高溫碳化，得到高導電性硬碳復合材料。
8、在可選的實施方式中，硬碳前驅體包括生物質基前驅體、高分子基前驅體和煤基前驅體中的至少一種；
9、和/或，粘結劑包括生物質基粘結劑和高分子基粘結劑中的至少一種。
10、在可選的實施方式中，高分子基前驅體包括樹脂基前驅體。
11、在可選的實施方式中，樹脂基前驅體包括酚醛樹脂和環氧樹脂中的至少一種。
12、在可選的實施方式中，煤基前驅體包括無煙煤、煤瀝青和褐煤中的至少一種。
13、在可選的實施方式中，生物質基前驅體包括生物前驅體、糖基前驅體和淀粉基前驅體中的至少一種。
14、在可選的實施方式中，預氧化的溫度為150℃～280℃，預氧化的時間為6h～12h。
15、在可選的實施方式中，預氧化的溫度為220℃，預氧化的時間為12h。
16、在可選的實施方式中，預碳化的溫度為500℃～900℃，預碳化的時間為1h～6h。
17、在可選的實施方式中，預碳化的溫度為800℃，預碳化的時間為3h。
18、在可選的實施方式中，預碳化前驅體、分散劑、碳納米管漿料與粘結劑的質量比為(95～99):(0.5～1):(0.5～5):(0.5～5)。
19、在可選的實施方式中，研磨轉速為700rpm～1600rpm，研磨時間為0.2h～3h。
20、在可選的實施方式中，研磨轉速為1200rpm，研磨時間為0.5h。
21、在可選的實施方式中，干燥方式包括冷凍干燥、噴霧干燥、流化床干燥和閃蒸干燥中的至少一種。
22、在可選的實施方式中，干燥方式為冷凍干燥。
23、在可選的實施方式中，高溫碳化的溫度為1000℃～1600℃，高溫碳化的時間為1h～6h。
24、在可選的實施方式中，高溫碳化的溫度為1300℃，高溫碳化的時間為3h。
25、第二方面，本專利技術提供一種高導電性硬碳復合材料，經前述實施方式任一項的制備方法制備而得。
26、第三方面，本專利技術提供一種如前述實施方式的高導電性硬碳復合材料在超級電容器、電池或電磁屏蔽材料中的應用。
27、本專利技術的有益效果包括：
28、本專利技術提供的高導電性硬碳復合材料的制備方法操作簡單、成本低，且易于規模化生產，既能夠顯著提升硬碳負極材料導電性，又能保持其高容量和循環穩定性。
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1.一種高導電性硬碳復合材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述硬碳前驅體包括生物質基前驅體、高分子基前驅體和煤基前驅體中的至少一種；
3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，預氧化的溫度為150℃～280℃，預氧化的時間為6h～12h；
4.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，預碳化的溫度為500℃～900℃，預碳化的時間為1h～6h；
5.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述預碳化前驅體、所述分散劑、所述碳納米管漿料與所述粘結劑的質量比為(95～99):(0.5～1):(0.5～5):(0.5～5)。
6.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，研磨轉速為700rpm～1600rpm；研磨時間為0.2h～3h；
7.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，干燥方式包括冷凍干燥、噴霧干燥、流化床干燥和閃蒸干燥中的至少一種；
8.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，高溫碳化的溫度為1000℃～1600℃，高溫碳化
9.一種高導電性硬碳復合材料，其特征在于，經權利要求1～7任一項所述的制備方法制備而得。
10.一種如權利要求9所述的高導電性硬碳復合材料在超級電容器、電池或電磁屏蔽材料中的應用。
...【技術特征摘要】
1.一種高導電性硬碳復合材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述硬碳前驅體包括生物質基前驅體、高分子基前驅體和煤基前驅體中的至少一種；
3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，預氧化的溫度為150℃～280℃，預氧化的時間為6h～12h；
4.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，預碳化的溫度為500℃～900℃，預碳化的時間為1h～6h；
5.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述預碳化前驅體、所述分散劑、所述碳納米管漿料與所述粘結劑的質量比為(95～99):(0.5～1):(0.5...
【專利技術屬性】
技術研發人員：程博士，王鍵，胡冕，何海勇，
申請(專利權)人：江蘇碳什科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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