[發明專利]一種鋰電池的銅?鋁?硅合金納米負極材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201710937339.8
• 申請日: 2017-09-30
• 公開（公告）號: CN107732197A
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發明（設計）人: 王宥宏;劉憶恩
• 申請（專利權）人: 山西沃特海默新材料科技股份有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/38;H01M4/46;H01M4/62;H01M10/0525;B82Y30/00
• 代理公司: 太原高欣科創專利代理事務所(普通合伙)14109
• 代理人: 冷錦超

1.一種鋰電池的銅-鋁-硅合金納米負極材料，其特征在于：由以下重量份原料構成：

硅37～42份，銅55～62份，鋁4～15份，雜質0～3份；

所述的合金納米負極材料整體包含：氣孔、縮孔、縮松、位錯、空位和空穴的多缺陷組織結構，粒徑≤80μm。

2.根據權利要求1所述的一種鋰電池的銅-鋁-硅合金納米負極材料，其特征在于所述的雜質為：鈦，鈷，鎳，錳，鐵，硼，磷，碳的任意種混合。

3.一種制備如權利要求1或2所述的鋰電池的銅-鋁-硅合金納米負極材料的方法，包括：配料步驟；熔煉步驟；制粉步驟；分離和篩選步驟；真空干燥步驟，其特征在于：所述的熔煉步驟包括：感應加熱，熔煉時間20～30min，達到熔融態，出爐溫度為1360±50℃。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于：制粉步驟為水霧化制粉，所述的水霧化制粉如下：

第一步，開啟霧化裝置的中間包系統，中間包漏嘴內徑選用φ6～14mm；

第二步，調節銅-鋁-硅合金的液態溫度達到1360±50℃時，使得爐料成熔融態；

開始向中間包中澆入液體金屬，調節水霧化壓力300～450Mpa，進行水霧化制粉。

5.根據權利要求3所述的方法，其特征在于：制粉步驟為氣霧化制粉，所述的氣霧化制粉如下：

第一步，開啟霧化裝置的中間包系統，中間包漏嘴內徑選用φ6～14mm；

第二步，調節銅-鋁-硅合金的液態溫度達到1360±50℃，開始向中間包中澆入液體金屬，調節氣霧化壓力10～50Mpa，進行氣霧化制粉；氣源或為潔凈空氣，或為氬氣，或為氮氣。

6.根據權利要求3所述的方法，其特征在于：制粉步驟為超聲氣霧化制粉，所述的超聲氣霧化制粉如下：

第一步，開啟霧化裝置的中間包系統，中間包漏嘴內徑選用φ6～14mm；

第二步，調節銅-鋁-硅合金的液態溫度達到1360±50℃時，開始向中間包中澆入液體金屬，調節超音速氣流的流速為2～2.5馬赫，超音速氣流的脈沖頻率為80～100KHz，氣流壓力為10～50Mpa，進行氣霧化制粉，

氣源或為潔凈空氣，或為氬氣，或為氮氣。

7.根據權利要求4-6任意一項所述的方法，其特征在于：在所述分離和篩選步驟后進行真空干燥后，還包括后處理步驟。

8.根據權利要求7所述的方法，其特征在于所述的后處理步驟為覆碳處理方法：將干燥后的銅-鋁-硅合金粉末、含碳物質、水按重量份之比為=80-100:1-2:8-11，攪拌均勻后置于真空熱處理爐中在600～800℃保溫2～4h進行覆碳處理，隨爐冷卻至80℃出爐，所述含碳物質或為食用油，或為淀粉，或為蔗糖。

9.根據權利要求7所述的方法，其特征在于所述的后處理步驟為電磁振動時效方法，電磁振動頻率3000～5000Hz，振動時間24-150小時。

10.根據權利要求7所述的方法，其特征在于所述的后處理步驟為熱處理，熱處理溫度為250～500℃，時間為48～90h。