CN115954476A - 快充负极材料、其制备方法及锂离子电池 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种快充负极材料、其制备方法及锂离子电池。快充负极材料的制备方法包括：获得块状多孔石墨，块状多孔石墨的比表面积为1～2m²/g；在惰性气氛和真空条件下，使含金属单质的第一悬浊液雾化后在块状多孔石墨上进行第一次沉积，得到金属层，金属单质选自锡、银和铜中的一种或多种；使含催化剂的第二悬浊液雾化后在金属层上进行第二次沉积，得到金属/催化剂掺杂的石墨前驱体材料；使金属/催化剂掺杂的石墨前驱体材料进行碳化，得到快充负极材料。采用上述方法制得的快充负极材料具有较小的阻抗，较高的能量密度，且结构稳定性和循环性能较高。

Description

快充负极材料、其制备方法及锂离子电池

技术领域

本发明涉及锂离子电池领域，具体而言，涉及一种快充负极材料、其制备方法及锂离子电池。

背景技术

在电动汽车快充领域，不仅要求石墨材料具有高能量密度，还要求其具有较高的快充性能。目前市场化的人造石墨提升快充性能主要采用如下措施：降低材料粒径，缩短嵌脱路径，材料的固相或液相包覆无定形碳提升充放电过程中锂离子的扩散速率。

现有文献(CN115385330 A)提供了一种高能量密度低膨胀兼顾快充类石墨负极的制备方法，包括以下步骤：将煅后焦粉碎后与改性剂均质化混合，得到材料A；将材料A在惰性气氛下加热处理，得到材料B；将材料B筛分后进行机械融合处理得到材料C；将材料C石墨化处理后筛分、混合得到成品。该方法得到的石墨负极材料为二次颗粒，能量密度高，各向同性强倍率性能好，并且膨胀率低。

现有文献(CN 110429265 A)提供了一种锂离子电池用MEG/Si/C复合负极材料及其制备方法，该复合负极材料包括以下质量分数的组分：纳米硅粉2～20％、表面活性剂1％～3％和碳源10～30％，余量为微膨胀石墨。采用化学氧化插层法和低温热膨胀技术制备微膨胀石墨，然后通过机械球磨和高温碳化法制备锂离子电池用微膨胀石墨/硅/碳(MEG/Si/C)复合负极材料。本发明不仅有效的缓解了石墨层嵌/脱锂的体积膨胀和收缩效应，还增加锂嵌/脱通道，有利于大电流充放电，保证负极材料适当的体积能量密度和库伦效率。

现有文献(CN 103072974 A)提供了一种人造石墨碳负极材料的表面包覆方法，采用原位聚合包覆法：首先将人造石墨加入到一定浓度的H₂O₂中，快速搅拌，搅拌速度为200～500rpm，搅拌时间为0.5～2小时；然后过滤洗涤，将氧化后的人造石墨加入到一定浓度的苯酚溶液中，加热搅拌，加热温度为70-100℃，搅拌速度200～500rpm，搅拌时间为10～60分钟，然后按化学计量比滴加甲醛溶液，滴加完成后再加入盐酸溶液，控制溶液pH在1.9～2.3，再次搅拌0.5～2小时，然后加入适量六次甲基四胺(乌洛托品)进行酚醛树脂的固化，待固化完全后，洗涤分离样品后对样品进行干燥、碳化，得到包覆均匀的改性人造石墨负极材料。

虽然上述方法能够在一定程度上能够提升负极材料的性能，但是上述改善措施方法已经达到极限，难以有明显提升或改善幅度不大，且存在包覆层厚度不均一等缺陷。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种快充负极材料、其制备方法及锂离子电池，以解决采用现有工艺制得的石墨负极材料存在能量密度难以明显提升或改善幅度不大，且包覆层存在厚度不均一的问题。

为了实现上述目的，本发明一方面提供了一种快充负极材料的制备方法，包括：获得块状多孔石墨，块状多孔石墨的比表面积为1～2m²/g；在惰性气氛和真空条件下，使含金属单质的第一悬浊液雾化后在块状多孔石墨上进行第一次沉积，得到金属层，金属单质选自锡、银和铜中的一种或多种；使含催化剂的第二悬浊液雾化后在金属层上进行第二次沉积，得到金属/催化剂掺杂的石墨前驱体材料；使金属/催化剂掺杂的石墨前驱体材料进行碳化，得到快充负极材料。

进一步地，第一悬浊液包括：金属单质、有机溶剂和分散剂，且第一悬浊液中，金属单质的含量为1～10wt％；优选地，金属单质的粒径为500～2000nm；优选地，金属单质选自锡、银和铜中的一种或多种；优选地，有机溶剂选自四氯化碳、苯、丙酮、丙二醇丙醚和乙二醇丙醚中的一种或多种；优选地，分散剂选自三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、焦磷酸钠、聚乙二醇型多元醇中的一种或多种。

进一步地，第二悬浊液包括催化剂和醇类溶剂，且第二悬浊液中，催化剂的含量为1～10wt％；催化剂选自氯化铁、氯化镍和氯化钴中的一种或多种；醇类溶剂选自甲醇、1,4-丁二醇、异丙醇和1,3-丁二醇中的一种或多种。

进一步地，第一次沉积过程中，真空度为100～1000pa，温度为100～200℃，沉积时间为10～60min；第二次沉积过程的沉积时间为30～300min。

进一步地，碳化过程包括：使碳基气体与金属/催化剂掺杂的石墨前驱体材料发生反应，得到快充负极材料。

进一步地，碳基气体选自甲烷、乙烷、乙烯和乙炔中的一种或多种。

进一步地，碳化过程的温度为700～1100℃，碳化时间为1～6h。

进一步地，块状多孔石墨、金属单质、分散剂及催化剂的重量比为100:(1～10):(0.5～2):(0.5～2)。

本申请的第二方面还提供一种快充负极材料，快充负极材料包括块状多孔石墨，以及包覆层，包覆层包覆在块状多孔石墨的表面，其中包覆层为金属单质、碳纳米管和无定形碳的混合物，其中以占包覆层的重量百分含量计，金属单质的含量为10～50％和碳纳米管为1～10％，或快充负极材料采用上述制备方法制得。

本申请的第三方面还提供了一种锂离子电池，包括负极材料，负极材料包括上述快充负极材料。

应用本发明的技术方案，在块状多孔石墨孔隙及其表层通过气态雾化法沉积特定的金属单质，依靠其自身电子导电率高的特性降低内核石墨的阻抗；同时在其表面沉积的催化剂在碳化阶段作为催化剂并生长碳纳米管，进一步降低阻抗提升快充性能。外层的碳纳米管具有比表面积大的特性，并与无定形碳掺杂形成网状结构提升材料的结构稳定性及其循环性能。此外，采用气态雾化法沉积金属和催化剂，整个过程可控、效率更高。在此基础上，采用上述方法制得的快充负极材料具有较小的阻抗，较高的能量密度，且结构稳定性和循环性能较高。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为实施例1制得的石墨复合材料的SEM图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本发明。

正如背景技术所描述的，采用现有工艺制得的石墨负极材料存在能量密度难以明显提升或改善幅度不大，且包覆层存在厚度不均一的问题。为了解决上述技术问题，本申请提供了一种快充负极材料的制备方法，该制备方法包括：获得块状多孔石墨，块状多孔石墨的比表面积为1～2m²/g；在惰性气氛和真空条件下，使含金属单质的第一悬浊液雾化后在块状多孔石墨上进行第一次沉积，得到金属层，金属单质选自锡、银和铜中的一种或多种；使含催化剂的第二悬浊液雾化后在金属层上进行第二次沉积，得到金属/催化剂掺杂的石墨前驱体材料；使金属/催化剂掺杂的石墨前驱体材料进行碳化，得到快充负极材料。

上述制备方法中，在块状多孔石墨孔隙及其表层通过气态雾化法沉积特定的金属单质，依靠其自身电子导电率高的特性降低内核石墨的阻抗；同时在其表面沉积的催化剂在碳化阶段作为催化剂并生长碳纳米管，进一步降低阻抗提升快充性能。外层的碳纳米管具有比表面积大的特性，并与无定形碳掺杂形成网状结构提升材料的结构稳定性及其循环性能。此外，采用气态雾化法沉积金属和催化剂，沉积厚度较薄，对电池的能量密度影响不大，且整个过程可控、效率更高。在此基础上，采用上述方法制得的快充负极材料具有较小的阻抗，具有较高的能量密度，且结构稳定性和循环性能较高等优点。

在一种优选的实施例中，第一悬浊液包括：金属单质、有机溶剂和分散剂，且第一悬浊液中，金属单质的含量为1～10wt％。采用具有上述组成的第一悬浊液有利于提高金属单质的分散性能，从而在第一沉积过程提高特定金属单质在块状多孔石墨上的分散均匀性，金属层的致密性，从而进一步降低其阻抗，增大电池容量和使用寿命。

为了进一步提高金属单质的分散性能，优选地，金属单质的粒径为500～2000nm。

上述有机溶剂和分散剂可以选用本领域常用的种类。优选地，有机溶剂包括但不限于四氯化碳、苯、丙酮、丙二醇丙醚和乙二醇丙醚中的一种或多种；分散剂包括但不限于三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、焦磷酸钠、聚乙二醇型多元醇中的一种或多种。

在一种优选的实施例中，第二悬浊液包括催化剂和醇类溶剂，且第二悬浊液中，催化剂的含量为1～10wt％。将催化剂分散在醇类溶剂中制成悬浊液有利于进一步提高催化剂的分散性，从而有利于进一步提高第二沉积过程中，催化剂在金属/催化剂掺杂的石墨前驱体材料中的分散均匀性。在一种优选的实施例中，催化剂包括但不限于氯化铁、氯化镍和氯化钴中的一种或多种。采用上述几种催化剂能够使碳基气体发生聚合并形成碳纳米管，且相对于其他催化剂具有更高的催化活性。

上述醇类溶剂可以选用本领域常用的种类。优选地，醇类溶剂选自甲醇、1,4-丁二醇、异丙醇和1,3-丁二醇的一种或多种。

在一种优选的实施例中，第一次沉积过程中，真空度为100～1000pa，温度为100～200℃，沉积时间为10～60min；第二次沉积过程的沉积时间为30～300min。

在上述条件下进行第一次沉积和第二次沉积过程有利于提高特定金属单质和催化剂在块状多孔石墨上的沉积率和分散均匀性。

在一种优选的实施例中，碳化过程包括：使碳基气体与金属/催化剂掺杂的石墨前驱体材料发生反应，得到快充负极材料。碳化过程中，在催化剂的作用下，至少部分碳基气体聚合形成碳纳米管，剩余的碳基气体形成无定形碳。优选地，碳基气体包括但不限于甲烷、乙烷、乙烯和乙炔中的一种或多种。

在一种优选的实施例中，碳化过程的温度为700～1100℃，碳化时间为1～6h。碳化过程的温度和时间包括但不限于上述范围，而将其限定在上述范围内有利于进一步提高碳包覆层(碳纳米管及无定形碳)的包覆率，从而有利于进一步降低其形成的负极材料的内阻。

在一种优选的实施例中，块状多孔石墨、金属单质、分散剂及催化剂的重量比为100:(1～10):(0.5～2):(0.5～2)。块状多孔石墨、金属单质、分散剂及催化剂的重量比包括不限于上述范围，而将其限定在上述范围内有利于进一步提高其形成的负极材料的能量密度、结构稳定性和循环性能。

本申请采用的块状多孔石墨可以自行制备，也可以采用市售产品。在一种优选的实施例中，块状多孔石墨采用以下方法制得：采用浓硝酸/盐酸(体积比1:1，盐酸浓度10wt％)的气体对石墨的表面进行刻蚀1～6h，得到多孔石墨；采用热压机对多孔石墨进行压块，得到块状多孔石墨。更优选地，压块过程中压力为1～5T，温度为80～150℃，保压时间为60～480min。

本申请的第二方面还提供了一种快充负极材料，快充负极材料包括块状多孔石墨，以及包覆层，包覆层包覆在块状多孔石墨的表面，其中包覆层为金属单质、碳纳米管和无定形碳的混合物，其中以占包覆层的重量百分含量计，金属单质的含量为10～50％和碳纳米管为1～10％，或者该快充负极材料采用上述制备方法制得。

具有上述组成或由上述制备方法制得的快充负极材料具有较小的阻抗，较高的能量密度，且结构稳定性和循环性能较高。

本申请的第三方面还提供了一种锂离子电池，包括负极材料，且负极材料包括上述快充负极材料。由于上述快充负极材料具有较小的阻抗，较高的能量密度，且结构稳定性和循环性能较高，因而将其作为锂离子电池中的负极材料有利于进一步提高锂离子电池的综合性能。

本申请的第四方面还提供了一种电力驱动装置，包括电源，该电源包括至少一个上述锂离子电池。由于上述锂离子电池具有较小的阻抗，因而其充电效率较高，使用寿命也较长。同时其具有较高的能量密度，结构稳定性和循环性能较高，这也能够在一定程度上提高电力驱动装置的单次电装载容量，同时提高其性能稳定性和充电次数。优选地，上述电力驱动装置为电动汽车。

以下结合具体实施例对本申请作进一步详细描述，这些实施例不能理解为限制本申请所要求保护的范围。

实施例1

一种快充石墨复合材料的制备方法包括：

(1)将人造石墨(上海杉杉科技有限公司，QCG-X9)转移到反应腔中，通入浓硝酸/盐酸(体积比1:1)的气体，对其表面进行刻蚀3h，得到多孔石墨；之后采用热压机，在压力3T，温度100℃，对其多孔石墨进行压块，保压时间240min，得到块状多孔石墨(比表面积1.5m²/g)。

(2)将5g纳米锡金属粉末添加到100mL四氯化碳有机熔剂、之后添加1g三聚磷酸钠中得到5％金属悬浊液(第一悬浊液)；将1g氯化铁添加到20mL丙二醇丙醚有机熔剂分散均匀，得到5％氯化铁催化剂溶液(第二悬浊液)；之后采用气体雾化法，将100g块状多孔石墨转移到反应腔中，在惰性气氛下，真空度500pa条件下，加热到150℃，首先通过气路M使金属悬浊液雾化并通入反应腔中，沉积30min；之后停止气路M，并改通气路N使其氯化铁催化剂溶液雾化并通入催化剂气体进行沉积，得到金属/催化剂掺杂石墨前驱体材料A。

(3)将前驱体材料A转移到管式炉中，首先通入氩气惰性气体排出管内空气，之后通入甲烷碳源气体，在温度为950℃碳化3h，自然降温到室温，稀盐酸清洗，干燥、粉碎，得到金属及其无定形碳掺杂无定形碳包覆石墨复合材料(简称：石墨复合材料)。制得的石墨复合材料的SEM图见图1。

实施例2

一种快充石墨复合材料的制备方法包括：

(1)将人造石墨(上海杉杉科技有限公司，QCG-X9)转移到反应腔中，通入浓硝酸/盐酸(体积比1:1)的气体，对其表面进行刻蚀1h，去离子水洗涤，得到多孔石墨；之后采用热压机，在压力1T，温度80℃对其多孔石墨进行压块480min，得到块状多孔石墨(比表面积1.0m²/g)。

(2)将1g纳米银金属粉末添加到100mL丙二醇丙醚有机熔剂、在添加0.5g六偏磷酸钠分散剂中得到1％金属悬浊液(第一悬浊液)；将0.5g氯化镍添加到50mL丙二醇丙醚有机熔剂分散均匀，得到氯化镍催化剂1％溶液(第二悬浊液)；之后采用气体雾化法，将100g块状多孔石墨转移到反应腔中，在惰性气氛下，真空度100pa条件下，加热到200℃，首先通过气路M使金属悬浊液雾化并通入反应腔中，沉积10min；之后停止气路M，并改通气路N使其氯化镍催化剂溶液雾化并通入氯化镍催化剂气体进行沉积，得到金属/催化剂掺杂石墨前驱体材料A。

(3)将前驱体材料A转移到管式炉中，首先通入氩气惰性气体排出管内空气，之后通入乙烯气体，在温度为700℃碳化6h，自然降温到室温，稀盐酸清洗，干燥、粉碎，得到金属及其无定形碳掺杂无定形碳包覆石墨复合材料(简称：石墨复合材料)。

实施例3

一种快充石墨复合材料的制备方法包括：

(1)将人造石墨(上海杉杉科技有限公司，QCG-X9)转移到反应腔中，通入浓硝酸/盐酸(体积比1:1)的气体，对其表面进行刻蚀6h，去离子水洗涤，得到多孔石墨；之后采用热压机，在压力5T，温度150℃，对其多孔石墨进行压块60min，得到块状多孔石墨(比表面积2m²/g)。

(2)将10g金属铜粉末添加到100mL乙二醇丙醚有机熔剂、之后添加2g焦磷酸钠分散剂中得到10％金属悬浊液(第一悬浊液)；将2g氯化钴添加到20mL乙二醇丙醚有机熔剂分散均匀，得到氯化钴催化剂10％溶液(第二悬浊液)；之后采用气体雾化法，将100g块状多孔石墨转移到反应腔中，在氩气惰性气氛下，真空度1000pa条件下，加热到200℃，首先通过气路M使金属悬浊液雾化并通入反应腔中，沉积60min；之后停止气路M，并改通气路N使其氯化钴催化剂溶液雾化并通入催化剂气体进行沉积，得到金属/催化剂掺杂石墨前驱体材料A。

(3)将前驱体材料A转移到管式炉中，首先通入氩气惰性气体排出管内空气，之后通入乙烷气体，在温度为1100℃碳化1h，自然降温到室温，稀盐酸清洗，干燥、粉碎，得到金属及其无定形碳掺杂无定形碳包覆石墨复合材料(简称：石墨复合材料)。

对比例1

取100g实施例1中步骤(2)中金属/催化剂掺杂石墨前驱体材料A，和5g石油沥青通过球磨机混合均匀，之后转移到炭化炉中，并在氩气惰性气氛下，升温到750℃碳化3h，之后在氩气气氛下降温到室温，得到金属及其无定形碳掺杂无定形碳包覆石墨复合材料(简称：石墨复合材料)。

对比例2

与实施例1中的步骤(1)和步骤(3)相同，区别主要为液相法替换气体雾化法制备金属/催化剂掺杂石墨前驱体材料A。主要区别为：

采用液相法：称取实施例1中步骤1中100g块状多孔石墨，100mL，5％氯化铁催化剂溶液，100mL，5％纳米锡金属悬浊液添加到高压反应釜中，并在温度为150℃，压强为3Mpa反应3h，之后过滤，80℃真空干燥24h，得到金属/催化剂掺杂石墨前驱体材料A；其它与实施例1相同，制备出金属及其无定形碳掺杂无定形碳包覆石墨复合材料(简称：石墨复合材料)。

理化性能测试：

(1)SEM测试

将实施例1中制得的石墨复合材料进行SEM测试，测试结果如附图1所示。由图中可以看出，石墨复合材料呈现颗粒状结构，大小分布均匀，其粒径介于(8-18)μm之间。

(2)粉体电导率测试

对实施例1-3和对比例1-2中的石墨复合材料进行粉体电导率测试，粉体电导率的测试方法为以2T的压力在粉体压实密度仪上将粉体压制成块状结构，之后采用四探针测试仪进行粉体电导率测试。测试结果如表1所示。

(3)振实密度、比表面积、石墨化度

按照GB/T 24533-2019《锂离子电池石墨类负极材料》。测试结果如表1所示。

表1

由表1可以看出，本发明实施例1-3制得的石墨复合材料的电导率和振实密度均明显高于对比例。其原因为，实施例中通过气体雾化法沉积导电率高的金属元素，从而提升材料的电导率，且金属元素具有密度高，沉积在多孔石墨的表面提升振实密度，同时金属元素自身具有催化作用，提升其材料的石墨化度和比表面积。

扣式电池测试

分别将实施例1-3和对比例1-2中的石墨材料组装成扣式电池A1、A2、A3、B1、B2。组装方法为：在负极材料中添加粘结剂、导电剂及溶剂，进行搅拌制浆，涂覆在铜箔上，经过烘干、碾压制得负极片。所用粘结剂为LA132粘结剂，导电剂为SP，负极材料分别为实施例1-3和对比例1-2中的石墨材料，溶剂为二次蒸馏水。各组分的比例为：负极材料：SP：LA132：二次蒸馏水＝95g：1g：4g：220mL；电解液是LiPF₆/EC+DEC(LiPF₆的浓度为1.2mol/L，EC和DEC体积比为1:1)，金属锂片为对电极，隔膜采用聚乙烯(PE)，聚丙烯(PP)或聚乙丙烯(PEP)复合膜。扣式电池的装配在充氩气的手套箱中进行，电化学性能测试在武汉蓝电CT2001A型电池测试仪上进行，充放电电压范围为0.005V至2.0V，充放电倍率为0.1C。测试结果如表2所示。

表2

从表2可以看出，采用实施例1-3所得复合负极材料的锂离子电池的首次放电容量及首次充放电效率明显高于对比例，其原因为通过气体雾化法沉积的金属化合物具有催化作用降低阻抗提升材料嵌脱容量，从而提升其材料的放电比容量和首次效率；同时气体雾化法可以使金属化合物沉积在多孔石墨表面的缺陷降低其不可逆容量提升首次效率。

软包电池测试

以实施例1-3和对比例1-2中的石墨复合材料作为负极材料，制备出负极极片。以三元材料(LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂)为正极,以LiPF₆溶液(溶剂为EC+DEC，体积比1：1，LiPF₆浓度1.3mol/L)为电解液，celegard2400为隔膜，制备出5Ah软包电池A4、A5、A6和B4、B5。之后测试软包电池的循环性能、倍率性能。

循环性能测试条件：充放电电流1C/1C，电压范围2.8-4.2V，循环次数500次。，并测试其电池的初始DCR和循环后DCR。测试结果详见表3。

表3

从表3可以看出，本发明的石墨材料制备出的软包电池的循环性能优于对比例，其原因为，在1C/1C倍率循环性能方面，通过气体雾化法在其多孔石墨表面沉积金属化合物，降低其材料表面缺陷和提升电子导电率，从而降低其副反应和DCR；同时金属化合物促使充放电过程中锂离子的嵌脱，降低阻抗和改善材料的结构稳定性，从而改善循环性能，且实施例材料具有高的比表面积提升材料保液性能从而提升循环性能。

倍率性能测试条件：充电倍率：1C/3C/5C/8C，放电倍率1C；电压范围：2.8-4.2V。

测试结果见表4。

表4

由表4可以看出，本发明实施例1-3的石墨材料制备的软包电池具有更好的恒流比，其原因为，实施例中的材料表面沉积金属降低其阻抗和气相沉积的无定形碳致密度高，同时沉积的催化剂在通入碳源的后得到碳纳米管材料，进一步降低阻抗提升恒流比。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：在块状多孔石墨孔隙及其表层通过气态雾化法沉积特定的金属单质，依靠其自身电子导电率高的特性降低内核石墨的阻抗；同时在其表面沉积的催化剂在碳化阶段作为催化剂并生长碳纳米管，进一步降低阻抗提升快充性能。外层的碳纳米管具有比表面积大的特性，并与无定形碳掺杂形成网状结构提升材料的结构稳定性及其循环性能。此外，采用气态雾化法沉积金属和催化剂，沉积厚度较薄，对电池的能量密度影响不大，且整个过程可控、效率更高。在此基础上，采用上述方法制得的快充负极材料具有较小的阻抗，具有较高的能量密度，且结构稳定性和循环性能较高等优点。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里描述的那些以外的顺序实施。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种快充负极材料的制备方法，其特征在于，所述快充负极材料的制备方法包括：

获得块状多孔石墨，所述块状多孔石墨的比表面积为1～2m²/g；

在惰性气氛和真空条件下，使含金属单质的第一悬浊液雾化后在所述块状多孔石墨上进行第一次沉积，得到金属层，所述金属单质选自锡、银和铜中的一种或多种；

使含催化剂的第二悬浊液雾化后在所述金属层上进行第二次沉积，得到金属/催化剂掺杂的石墨前驱体材料；

使所述金属/催化剂掺杂的石墨前驱体材料进行碳化，得到所述快充负极材料。

2.根据权利要求1所述的快充负极材料的制备方法，其特征在于，所述第一悬浊液包括：所述金属单质、有机溶剂和分散剂，且所述第一悬浊液中，所述金属单质的含量为1～10wt％；

优选地，所述金属单质的粒径为500～2000nm；

优选地，所述金属单质选自锡、银和铜中的一种或多种；

优选地，所述有机溶剂选自四氯化碳、苯、丙酮、丙二醇丙醚和乙二醇丙醚中的一种或多种；

优选地，所述分散剂选自三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、焦磷酸钠、聚乙二醇型多元醇中的一种或多种。

3.根据权利要求1或2所述的快充负极材料的制备方法，其特征在于，所述第二悬浊液包括所述催化剂和醇类溶剂，且所述第二悬浊液中，所述催化剂的含量为1～10wt％；

所述催化剂选自氯化铁、氯化镍和氯化钴中的一种或多种；

所述醇类溶剂选自甲醇、1,4-丁二醇、异丙醇和1,3-丁二醇中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的快充负极材料的制备方法，其特征在于，所述第一次沉积过程中，真空度为100～1000pa，温度为100～200℃，沉积时间为10～60min；

所述第二次沉积过程的沉积时间为30～300min。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的快充负极材料的制备方法，其特征在于，所述碳化过程包括：使碳基气体与所述金属/催化剂掺杂的石墨前驱体材料发生反应，得到所述快充负极材料。

6.根据权利要求5所述的快充负极材料的制备方法，其特征在于，所述碳基气体选自甲烷、乙烷、乙烯和乙炔中的一种或多种。

7.根据权利要求5所述的快充负极材料的制备方法，其特征在于，所述碳化过程的温度为700～1100℃，碳化时间为1～6h。

8.根据权利要求2所述的快充负极材料的制备方法，其特征在于，所述块状多孔石墨、所述金属单质、所述分散剂及所述催化剂的重量比为100:(1～10):(0.5～2):(0.5～2)。

9.一种快充负极材料，其特征在于，所述快充负极材料包括块状多孔石墨，以及包覆层，所述包覆层包覆在所述块状多孔石墨的表面，其中所述包覆层为金属单质、碳纳米管和无定形碳的混合物，其中以占所述包覆层的重量百分含量计，所述金属单质的含量为10～50％和碳纳米管为1～10％，或所述快充负极材料采用权利要求1至8中任一项所述的制备方法制得。

10.一种锂离子电池，包括负极材料，其特征在于，所述负极材料包括权利要求9所述的快充负极材料。

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