[發(fā)明專利]一種鋰離子電池多元合金負(fù)極材料及其制備方法

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• 申請日: 2021-03-10
• 公開（公告）號: CN113046597A
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 韋雅慶;姚潤哲;陳永
• 申請（專利權(quán)）人: 海南大學(xué)
• 主分類號: C22C18/00
• 分類號: C22C18/00;C22C9/10;B22F9/04;C22C1/10;H01M4/42;H01M4/38;H01M10/0525
• 代理公司: 海南漢普知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 46003
• 代理人: 麥海玲

1.一種鋰離子電池多元合金負(fù)極材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)將鋅粉、鍺粉和紅磷按照摩爾比x：y：z進行混合，y＝z-x，加入不銹鋼球磨罐中，將不銹鋼罐子放入充滿惰性氣氛的手套箱中，在手套箱內(nèi)對不銹鋼罐子進行封裝蓋緊；

(2)將不銹鋼罐子取出手套箱，安裝到球磨機上進行固定和擰緊，球磨機的轉(zhuǎn)速為380-450rpm/min，單次球磨時間0.9-1.1小時，間隔10-20分鐘，重復(fù)次數(shù)11-13次，總球磨時間為12-13小時，即可獲得由Zn、Ge和P元素形成的三元Zn_xGe_yP_z化合物。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋰離子電池多元合金負(fù)極材料的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，z為1-7，x為0.5-1，y＝z-x。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋰離子電池多元合金負(fù)極材料的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，所述球磨機的轉(zhuǎn)速為400rpm/min，單次球磨時間1小時，間隔15分鐘，重復(fù)次數(shù)12次，總球磨時間12小時。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋰離子電池多元合金負(fù)極材料的制備方法，其特征在于，所述Zn_xGe_yP_z化合物為ZnGeP₂、ZnGe₃P₄、ZnGe₆P₇、ZnGe₂P₃、ZnGe₄P₅、ZnGe₅P₆、Zn_0.143Ge_0.857P、Zn_0.167Ge_0.833P、Zn_0.2Ge_0.8P、Zn_0.25Ge_0.75P、Zn_0.333Ge_0.667P、Zn_0.5Ge_0.5P中一種。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋰離子電池多元合金負(fù)極材料的制備方法，其特征在于，還包括以下步驟：將三元Zn_xGe_yP_z化合物與碳材料按照質(zhì)量比5-7：2-4進行稱量，加入不銹鋼球磨罐中，設(shè)置球磨機的轉(zhuǎn)速為380-450rpm/min，單次球磨時間0.9-1.1小時，間隔10-20分鐘，重復(fù)次數(shù)9-11次，總球磨時間9-11小時，即可獲得由Zn_xGe_yP_z化合物與碳材料組成的Zn_xGe_yP_z/C復(fù)合材料。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種鋰離子電池多元合金負(fù)極材料的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，設(shè)置球磨機的轉(zhuǎn)速為400rpm/min，單次球磨時間1小時，間隔15分鐘，重復(fù)次數(shù)10次，總球磨時間10小時。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種鋰離子電池多元合金負(fù)極材料的制備方法，其特征在于，所述碳材料為導(dǎo)電炭黑C₄₅、SuperP、天然石墨、乙炔黑、科琴黑、活性炭中一種。

8.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的一種鋰離子電池多元合金負(fù)極材料的制備方法，其特征在于，所述鍺粉替換為硅粉，制得三元Zn_xSi_yP_z化合物。

9.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的一種鋰離子電池多元合金負(fù)極材料的制備方法，其特征在于，所述鍺粉替換為硅粉，所述鋅粉替換為銅粉，制得三元Cu_xSi_yP_z化合物。

10.一種鋰離子電池多元合金負(fù)極材料，其特征在于，由權(quán)利要求1-9任一項所述的鋰離子電池多元合金負(fù)極材料的制備方法制得。