则会影响碳材料功率密度的提升。对于石墨或中间相碳微球的来 源，本申请没有特别的限制。
[0033] 按照本申请，包覆于碳核表面的第一碳材料为硬碳、石墨烯或碳纳米管，所述第二 碳材料的特征是具有高效率、长寿命以及高安全性，其是整个碳电极材料中改善功率、寿命 与安全性的组分。所述硬碳是指难以被石墨化的碳，是高分子聚合物的热分解产物，所述硬 碳可以为树脂碳、炭黑等。所述硬碳材料均具有很高的可逆比容量。所述石墨烯是一种有 碳原子构成的单层片状结构的材料。所述第一碳材料的含量为〇. lwt%~40wt%，优选为 5wt %~35wt %，所述第一碳材料的含量过低，则会影响功率密度的提升，含量过高，则会导 致能量密度下降。本申请对于所述硬碳、石墨烯或碳纳米管的来源没有特别的限制。本申 请中作为碳核的材料与包覆于碳核表面的第一碳材料不能够互换，这是由于具有高功率的 第一碳材料作为包覆层，有利于锂离子的快速充电放电。
[0034] 本申请中包覆于第一碳材料表面的第二碳材料作为外包覆层，可以使其与电解液 界面形成固相电极界面。所述第二碳材料为无定形碳或石墨。所述第二碳材料的含量为 0· Iwt %~IOwt %，优选为3wt %~8wt %。所述第二碳材料的含量过低，则不能与电解液形 成有效的保护界面，含量过高则会使比表面积太大导致能量密度下降。
[0035] 本申请还提供了一种碳电极材料的制备方法，包括以下步骤：
[0036] 将碳核材料、第一碳材料与第二碳材料在溶剂中混合，得到混合液；
[0037] 将所述混合液进行蒸发，然后热处理，得到碳电极材料；
[0038] 所述碳核材料为石墨或中间相炭微球，所述第一碳材料为石墨烯、碳纳米管或热 解产生硬碳的碳材料前驱体，所述第二碳材料为石墨或热解产生无定形碳的碳材料前驱 体。
[0039] 在制备碳电极材料的过程中，本申请的碳核材料、第一碳材料与第二碳材料通过 混合、蒸发以及热处理的过程，得到了双层碳材料包覆的结构。
[0040] 本申请在制备碳电极材料的过程中，首先将碳核材料、第一碳材料与第二碳材料 在溶剂中混合，得到了混合液。在所述混合的过程中，所述溶剂优选为对二甲苯，其有利于 上述三种碳材料的溶解，同时在后续处理过程中也易于分离。所述碳核材料为石墨或中间 相炭微球，其粒径优选为10~30 μ m，此范围内的碳核材料使碳材料的能量密度最高，所述 碳核材料的粒径更优选为15~20 μm。所述第一碳材料为石墨烯、碳纳米管或热解产生硬 碳的碳材料前驱体，优选为石油基树脂、环氧树脂、天然植物纤维、木质素或碳液化残渣，更 优选为石油基树脂；所述第一碳材料的粒径优选为0. 1~10 μ m，此范围内的第一碳材料使 碳电极材料的功率密度最高，所述第一碳材料的粒径更优选为2~7 μπι。所述第二碳材料 为石墨烯、碳纳米管或热解产生无定形碳的碳材料前驱体，优选为煤焦油沥青，所述第二碳 材料的粒径优选为〇. 1~10 μ m，此范围内的第二碳材料使包覆后形成的外层最均匀，与电 解液形成的固相界面最稳定，所述第二碳材料的粒径更优选为3~8 μπι。
[0041] 按照本发明，在制备了混合液之后，则将所述混合液进行蒸发、而后进行热处理， 从而得到碳材料。为了使混合液中的有机溶剂易于蒸出，本申请优选采用旋转蒸发仪对所 述混合液进行蒸发。所述旋转蒸发仪是通过电子控制，使容器在最合适速度下，以恒速旋转 增大蒸发面积，并通过真空栗使蒸发容器处于负压状态，蒸发容器在旋转同时置于油浴锅 中恒温加热，瓶内溶液在旋转烧瓶内进行加热扩散蒸发。本申请在混合液进行蒸发的过程 中由于溶液的蒸发使第一碳材料与第二碳材料不断析出包覆在碳核材料的表面。所述蒸发 的温度优选为100°c~150Γ，所述蒸发温度过低，导致操作时间过长，并且所述混合液中 的溶液不能完全挥发，影响碳电极材料的包覆效果；蒸发温度过高，则会导致包覆不均匀。 在将所述混合液进行蒸发之后，则进行热处理，使经过蒸发后的材料经过脱水、脱氢聚合与 碳化，最终形成有效地双层碳材料包覆层。为了避免碳电极材料在制备过程中引入其他杂 质而影响包覆效果，本申请优选在氮气气氛保护下进行。为了保证双层碳材料的包覆效果， 所述热处理的升温速率优选为2°C /min~6°C /min，所述热处理的温度优选为800°C~ 1200°C，所述热处理的时间优选为I. 5h~3h。
[0042] 本申请还提供了一种碳材料的制备方法，包括以下步骤：
[0043] 将碳核材料、第一碳材料与溶剂混合，得到第一混合液，将第二碳材料与溶剂混 合，得到第二混合液；
[0044] 将所述第一混合液蒸发后热处理，得到第一包覆碳材料；
[0045] 将所述第一包覆碳材料与所述第二混合液混合，蒸发后热处理，得到碳材料；
[0046] 所述碳核材料为石墨或中间相炭微球，所述第一碳材料为石墨烯、碳纳米管或热 解产生硬碳的碳材料前驱体，所述第二碳材料为石墨或热解产生无定形碳的碳材料前驱 体。
[0047] 上述制备碳材料的过程是先在碳核材料的表面包覆第一碳材料，再将第一包覆碳 材料与第二碳材料的溶液混合，经过蒸发与热处理后，最后在第一包覆碳材料表面包覆了 第二碳材料，得到了碳材料。由上述过程可知，上述过程制备碳材料的过程是先制备了第一 碳材料包覆碳核的材料，然后再制备了包覆第二层碳材料的双层包覆材料。
[0048] 上述制备碳材料的过程中所涉及的参数的选择以及优选方案与第一种制备碳材 料的方法相同，此处不再进行赘述。
[0049] 本申请还提供了一种锂离子电池，所述锂离子电池的负极材料为本申请所述的碳 材料。将本申请所述碳材料用于锂离子电池的负极，使锂离子电池具有较高的能量密度与 功率密度。
[0050] 本申请提供了一种碳电极材料，其包括碳核、第一碳材料与第二碳材料，所述第一 碳材料包覆于碳核表面，所述第二碳材料包覆于所述第一碳材料表面，其中所述碳核为石 墨或中间相炭微球，所述第一碳材料为硬碳、石墨稀或碳纳米管，所述第二碳材料为无定形 碳或石墨。本申请提供的碳电极材料的碳核是提供能量密度的组分，第一碳材料是改善电 池功率密度的组分，而第二碳材料具有较低的比表面积，易于与电解液界面形成固相电极 界面，以保护碳核与第一碳材料，因此本申请提供的碳电极材料通过设置碳核、第一碳材料 与第二碳材料，使碳电极材料具有较高的能量密度与功率密度。
[0051] 另一方面，本申请还提供了碳电极材料的制备方法。在制备碳电极材料的过程中， 本申请可以直接制备具有双层包覆结构的碳材料；也可以先制备具有一层包覆结构的第一 包覆碳材料，再在第一包覆碳材料表面包覆第二碳材料，得到具有双层碳材料包覆碳核的 碳材料，但在制备碳材料的过程中，均是先制备混合溶液，再将混合溶液进行蒸发，最后再 进行热处理的过程，由上述过程可知，碳材料的制备方法工艺简单、成本较低。
[0052] 为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的碳电极材料进行详细说 明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。
[0053] 实施例1
[0054] 使用平均粒径17微米的球形天然石墨作为负极材料的核，也就是碳材料A