[發(fā)明專利]鋰合金-骨架碳復(fù)合材料及其制備方法、負極和鋰電池

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710609085.7
• 申請日: 2017-07-26
• 公開（公告）號: CN109309243A
• 公開（公告）日: 2019-02-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 康拓;陳立桅;盧威;沈炎賓;王亞龍;郭峰;劉承浩;陳鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 中能中科（天津）新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M10/0525
• 分類號: H01M10/0525;H01M4/64;H01M4/66
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 牛海軍

1.一種鋰合金-骨架碳復(fù)合材料，所述鋰合金-骨架碳復(fù)合材料包括多孔碳材料載體以及形成在所述多孔碳材料載體的表面上和孔隙內(nèi)的鋰合金。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰合金-骨架碳復(fù)合材料，其中所述鋰合金由金屬鋰和選自鎂、硅、硼、碳、氮、氧、氟、鋁、磷、硫、氯、鈣、鋅、鎵、鍺、砷、硒、溴、釕、銠、鈀、銀、鎘、銦、錫、銻、碲、碘、銥、鉑、金、汞、鉈、鉛、鉍和釙中的一種或多種元素形成。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋰合金-骨架碳復(fù)合材料，其中當所述鋰合金由金屬鋰與另外一種元素形成時，所述鋰合金中鋰的重量百分比為70％至99.9％。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋰合金-骨架碳復(fù)合材料，其中當所述鋰合金由金屬鋰與另外多種元素形成時，在所述鋰合金中，基于所述鋰合金的總重量，所述另外多種元素的重量百分數(shù)為0.1-30重量％。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋰合金-骨架碳復(fù)合材料，其中所述鋰合金為鋰鎂合金、鋰硅合金、鋰鋁合金、鋰硼合金以及其他多元衍生物。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰合金-骨架碳復(fù)合材料，其中基于所述鋰合金-骨架碳復(fù)合材料的總重量，所述鋰合金-骨架碳復(fù)合材料中的金屬鋰含量為45-95重量％。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰合金-骨架碳復(fù)合材料，其中所述鋰合金-骨架碳復(fù)合材料的比容量為1000-2470mAh/g。

8.一種用于制備鋰合金-骨架碳復(fù)合材料的方法，所述方法包括在惰性氣氛下依次進行下列步驟：

(1)將金屬鋰加熱到180-220℃的溫度，以得到熔融鋰；

(2)在500-800轉(zhuǎn)/秒的轉(zhuǎn)速的攪拌下，將步驟(1)中得到的熔融鋰升溫至220-1000℃，加入一種或多種元素熔煉得到熔融狀態(tài)的鋰合金，加入的所述元素選自鎂、硅、硼、碳、氮、氧、氟、鋁、磷、硫、氯、鈣、鋅、鎵、鍺、砷、硒、溴、釕、銠、鈀、銀、鎘、銦、錫、銻、碲、碘、銥、鉑、金、汞、鉈、鉛、鉍和釙中的一種或多種；和

(3)向處于在500-800轉(zhuǎn)/秒的轉(zhuǎn)速的攪拌下的步驟(2)中得到的所述處于熔融狀態(tài)的鋰合金中加入多孔碳材料載體，繼續(xù)攪拌20-40分鐘，以得到所述鋰合金-骨架碳復(fù)合材料。

9.一種用于鋰電池的負極，其中所述負極的材料為根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述的鋰合金-骨架碳復(fù)合材料，或者所述負極的材料由根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于制備鋰合金-骨架碳復(fù)合材料的方法制備。

10.一種鋰電池，所述鋰電池包含根據(jù)權(quán)利要求9所述的用于一次或二次鋰電池的負極。