1.一种碳负极材料前驱体,其特征在于,所述前驱体由高阶烟煤、煤基粘结剂、煤基惰性剂和添加剂的混合物经过热处理得到;
其中,所述高阶烟煤为镜质组平均反射率>1.3%的烟煤,所述高阶烟煤选自高阶焦煤和/或瘦煤。
2.根据权利要求1所述的前驱体,其中,所述高阶烟煤、煤基粘结剂、煤基惰性剂和添加剂的重量比为25-45:15-35:25-45:0.2-3,优选为30-45:20-35:30-45:0.5-3,进一步优选为35-40:20-30:35-40:0.5-2;
优选地,所述碳负极材料前驱体的参数满足:灰分含量<3wt%,硫分含量<0.5wt%,固定碳含量>96wt%;
优选地,所述高阶烟煤的参数满足:灰分含量≤8wt%,硫分含量<0.6wt%,挥发分含量<20wt%,粘结指数≥55,胶质层指数<25mm,煤岩活惰比<1.2,催化指数<3%,水分含量为8-15wt%;
所述煤基粘结剂的参数满足:灰分含量<0.5wt%,硫分含量<0.2wt%,挥发分含量<60wt%,结焦值>40%,ti含量>25wt%,qi含量<20wt%,软化点含量>100℃,水分含量为5-10wt%;
所述煤基惰性剂的参数满足:灰分含量<0.5wt%,硫分含量<0.5wt%,挥发分含量<15wt%,水分含量为5-15wt%。
3.根据权利要求1或2所述的前驱体,其中,所述煤基粘结剂为沥青,优选选自煤焦油高温沥青、煤焦油中温沥青、煤基中间相沥青、煤焦油精制沥青和煤液化渣油沥青中至少一种;
优选地,所述煤基惰性剂选自无烟煤、沥青焦和石油焦中的至少一种;
优选地,所述添加剂选自石墨化催化剂和炭孔隙改性剂。
优选地,所述添加剂包含20-50wt%的石墨化催化剂和50-80wt%的炭孔隙改性剂。
4.一种碳负极材料前驱体的制备方法,该方法包括以下步骤:
(1)将高阶烟煤、煤基粘结剂、煤基惰性剂和添加剂进行混合、成型,得到料饼;
(2)将所述料饼依次进行热处理、冷却、整粒,得到碳负极材料前驱体;
其中,所述高阶烟煤为镜质组平均反射率>1.3%的烟煤,所述高阶烟煤选自高阶焦煤和/或瘦煤。
5.根据权利要求4所述的方法,其中,步骤(1)中,所述混合包括:将所述高阶烟煤、煤基粘结剂和煤基惰性剂分别粉碎后,再与添加剂进行混合;
优选地,经粉碎后所述高阶烟煤的粒度<1.5mm的颗粒占90%以上;经粉碎后所述煤基粘结剂的粒度<3mm的颗粒占90%以上;经粉碎后所述煤基惰性剂的粒度<1mm的颗粒占90%以上;
优选地,所述料饼的密度为1-2t/m3,优选为1.1-1.5t/m3,所述料饼的水分为5-15wt%,优选为7-12wt%。
6.根据权利要求4或5所述的方法,其中,步骤(2)中,所述热处理包括:第一阶段、第二阶段、第三阶段和第四阶段;
优选地,所述第一阶段的条件包括:温度为大于100℃且不大于300℃,优选为大于150℃且不大于250℃;时间为40-60h,优选为45-55h;
优选地,所述第二阶段的条件包括:温度为大于300℃且不大于700℃,优选为大于400℃且不大于600℃;时间为70-90h,优选为75-85h;
优选地,所述第三阶段的条件包括:温度为大于700℃且不大于950℃,优选为大于800℃且不大于950℃,时间为30-50h,优选为35-45h;
优选地,所述第四阶段的条件包括:温度为大于950℃且不大于1500℃,优选为大于950℃且不大于1350℃,时间为40-60h,优选为45-55h。
7.权利要求1-3中任意一项所述的碳负极材料前驱体和/或权利要求4-6中任意一项所述的方法制得的碳负极材料前驱体在碳负极材料中的应用。
8.一种碳负极材料的制备方法,其特征在于,该方法包括:将权利要求1-3中任意一项所述的碳负极材料前驱体和/或权利要求4-6中任意一项所述的方法制得的碳负极材料前驱体进行石墨化处理,得到碳负极材料;
优选地,所述石墨化处理的条件包括:温度≥2500℃,优选为2500-3200℃,时间为10-60h,优选为30-55h。
9.权利要求8所述的方法制得的碳负极材料;
优选地,所述碳负极材料的参数满足:石墨化度>90%,热膨胀系数<1.7×105,孔隙率>10%且<50nm的孔径占比40%以上。
10.权利要求8所述的方法制得的碳负极材料和/或权利要求9所述的碳负极材料在锂离子电池中的应用。