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本发明公开了一种核壳结构复合颗粒及其制备方法和应用,制备方法包括以下步骤:(1)将负极材料粉体、木薯粉和水充分匀浆后进行喷雾干燥,得到粉体/木薯粉混合颗粒;其中,所述负极材料粉体与木薯粉的质量比为1:(2?5);(2)将所述粉体/木薯粉混合颗粒与热固性酚醛树脂混合后,进行低温热处理,炭化,得到粉体/多孔炭/无定形炭颗粒;其中,所述粉体/木薯粉混合颗粒与热固性酚醛树脂的质量比为1:(0.55?0.7)。本发明的核壳结构复合颗粒外层炭保证了结构强度,避免了木薯粉炭化收缩导致的外层坍塌;外层致密均匀,减少了其与电解液发生副反应导致的能量密度降低;内部多孔有效缓解了负极材料的体积膨胀问题,具有良好的应用前景。