目前主要的碳負(fù)極生產(chǎn)工藝，包括化學(xué)氣相沉積法、包覆法、熱處理法等技術(shù)的單獨(dú)和混合應(yīng)用。

在相關(guān)現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上，研究者發(fā)現(xiàn)含碳負(fù)極材料在充放電過(guò)程中存在過(guò)電位過(guò)高的問(wèn)題，進(jìn)而導(dǎo)致采用含碳負(fù)極材料放電時(shí)電壓平臺(tái)低、充電電壓平臺(tái)較高，即此時(shí)化學(xué)電源的能量轉(zhuǎn)化效率較低；

為降低含碳電極材料對(duì)化學(xué)電源過(guò)電位的貢獻(xiàn)，從而提升放電平臺(tái)電壓、降低充電平臺(tái)電壓，以此提升能量轉(zhuǎn)化效率，現(xiàn)有技術(shù)的處理方案大致有以下幾種：

一，在材料制備過(guò)程中，使用基底或模板，定向影響目標(biāo)材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)、外部的幾何形態(tài)和物理化學(xué)特性，提升目標(biāo)材料的電子電導(dǎo)能力，離子傳輸能力，進(jìn)而降低材料總體上（即在電池中工作時(shí)）的過(guò)電位，提升放電平臺(tái)電壓，降低充電平臺(tái)電壓。其優(yōu)點(diǎn)在于，可以理性設(shè)計(jì)材料結(jié)構(gòu)，盡可能優(yōu)化其性能。缺點(diǎn)在于，技術(shù)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜，工藝要求的工況難以實(shí)現(xiàn)或?qū)崿F(xiàn)成本過(guò)高；

二，在材料制備過(guò)程中，對(duì)層狀堆垛的材料，引入一定尺寸的分子、離子，拓寬材料的層間距，提升材料的離子傳輸能力，降低材料總體上的過(guò)電位，優(yōu)化平臺(tái)電壓。其優(yōu)點(diǎn)在于處理工藝簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)在于成本高，且會(huì)降低材料結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性；

三，在材料制備過(guò)程中，采用化學(xué)氣相沉積，引入原料氣，在特定表面發(fā)生物理化學(xué)變化，調(diào)控材料原有的孔結(jié)構(gòu)，優(yōu)化材料儲(chǔ)能特性。其優(yōu)點(diǎn)在于可以精確調(diào)控材料的孔口和孔內(nèi)結(jié)構(gòu)，顯著優(yōu)化材料儲(chǔ)能特性，缺點(diǎn)在于能耗較高，不能選擇性改變材料的某些特征結(jié)構(gòu)（比如孔的表面和內(nèi)部結(jié)構(gòu)），不能選擇性地在一定區(qū)域沉積，從而造成浪費(fèi)，加工溫度較高也會(huì)帶來(lái)一定的風(fēng)險(xiǎn)。

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的提升碳材料能量轉(zhuǎn)化效率的方法存在技術(shù)缺陷的問(wèn)題，本文提供一種基于液相沉積的碳材料的制備方法。

步驟1，在225℃的絕氧條件下，用蒽浸漬有豐富孔結(jié)構(gòu)的活性碳纖維1h，由于蒽的表面張力較大，為59.4mN/m，浸漬過(guò)程中蒽選擇性的進(jìn)入活性碳纖維的孔道，表面無(wú)顯著殘留；

步驟2，取出浸漬后的活性碳纖維置于烘箱中，在100℃下烘干去除水分，得到中間體；

步驟3，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，將所述中間體在950℃下加熱，加熱溫度為蒽的裂解溫度，加熱過(guò)程中，蒽裂解形成石墨沉積在所述活性碳纖維的孔道內(nèi)，自然降溫至室溫，得到高能量轉(zhuǎn)化效率的碳材料，液相沉積后的碳材料具有發(fā)展良好的晶疇，多孔碳顆粒表面仍保持較光滑完整的形貌，說(shuō)明液相沉積選擇性的在孔道內(nèi)進(jìn)行。

步驟1所用活性碳纖維以及本實(shí)施例制備得到的高能量轉(zhuǎn)化效率的碳材料的氮?dú)馕摳綔y(cè)試可以看出：制備前活性碳纖維的氮?dú)馕摳綔y(cè)出比表面積為1329m2/g，經(jīng)過(guò)處理，比表面積降至482m2/g，說(shuō)明蒽在孔內(nèi)的沉積改變了孔的結(jié)構(gòu)，減小了孔容，孔腹尺寸被收縮；

步驟1所用活性碳纖維以及本實(shí)施例制備得到的高能量轉(zhuǎn)化效率的碳材料的二氧化碳吸脫附測(cè)試可以看出：制備前活性碳纖維的二氧化碳吸脫附測(cè)出比表面積為1380m2/g，經(jīng)過(guò)處理后，得到的高能量轉(zhuǎn)化效率的碳材料的二氧化碳吸脫附測(cè)出比表面積為1170m2/g，由于CO2具有更小的分子動(dòng)力學(xué)直徑，可進(jìn)入N2無(wú)法探測(cè)的孔，可知孔口保留了一定的尺寸，有利于鈉離子傳輸，形成高電位的平臺(tái)，同時(shí)通過(guò)CO2所測(cè)比表面積也有下降，說(shuō)明孔腹也被收縮，但并非被完全填充，保留了充分的儲(chǔ)鈉空間。

高能量轉(zhuǎn)化效率的碳材料組裝鈉離子電池制備過(guò)程如下：

高能量轉(zhuǎn)化效率的碳材料作為負(fù)極活性物質(zhì)，以偏氟乙烯(PVDF)作為粘結(jié)劑、與導(dǎo)電劑乙炔黑按照質(zhì)量比90∶5∶5的比例在NMP（N甲基吡咯烷酮）溶劑下混合均勻，涂覆成電極膜，放在真空干燥箱中于120℃干燥12h，經(jīng)輥壓、沖裁，得到負(fù)極極片；采用金屬鈉片作對(duì)電極，電解液為1M NaClO4 in diglyme=1:1為電解液，將上述負(fù)極極片在手套箱中組裝成2032紐扣式電池，測(cè)試其電化學(xué)性能。首圈充放電曲線(xiàn)如圖5所示，具有高達(dá)93%的首次庫(kù)倫效率，能量轉(zhuǎn)化效率為85%，可逆比容量高達(dá)354mAh/g，其中低電位平臺(tái)比容量為250mAh/g。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，

1.此方法利用了具有一定表面張力的液態(tài)碳源在多孔碳表面不浸潤(rùn)、只能通過(guò)材料的孔的毛細(xì)作用吸附于材料中的特性，進(jìn)行選擇性沉積，液態(tài)碳源選擇性的沉積在多孔碳的孔道內(nèi)，而不在多孔碳的表面沉積，實(shí)現(xiàn)低原料成本、高原料利用率的沉積，同時(shí)提高了碳材料的能量轉(zhuǎn)化效率；

2.相比于傳統(tǒng)的液相沉積技術(shù)，此方法在關(guān)注并調(diào)控孔內(nèi)結(jié)構(gòu)的同時(shí)，同時(shí)將孔口的掃描電鏡下的亞顯微結(jié)構(gòu)（晶格結(jié)構(gòu)和晶疇結(jié)構(gòu)）作為調(diào)控材料性能的參量，如圖1所示，液相沉積后的碳材料具有發(fā)展良好的晶疇，將孔口縮小的同時(shí)孔腹充分縮小，通過(guò)特定液相沉積實(shí)現(xiàn)孔結(jié)構(gòu)的理性設(shè)計(jì)和調(diào)控。由圖2的SEM可觀察到材料表面沒(méi)有顆粒狀積碳，表明液態(tài)碳源的吸附主要選擇性的進(jìn)入孔內(nèi)，由于較大表面張力不會(huì)在顆粒表面沉積，因此碳顆粒仍保持較光滑完整的形貌；

3.利用此方法液相沉積得到的碳材料可以?xún)?yōu)化充放電平臺(tái)電壓，提高能量轉(zhuǎn)化效率。