[发明专利]复合负极活性材料、其制法及含该材料的负极和锂电池

权利要求书

1.一种复合负极活性材料，包括：

能够与锂合金化的金属；

金属间化合物，其不能够与锂合金化且处于与该能够与锂合金化的金属 结构上分离的相，其中所述金属间化合物不与能够与锂合金化的金属形成合 金相；和

碳质材料。

2.权利要求1的复合负极活性材料，其中该金属为选自Si、Ge、Sn、 Al、Ag、Au、Pt、Mg、Sb、Pb、Bi、Zn、In及其组合的至少一种金属。

3.权利要求1的复合负极活性材料，其中该金属间化合物包括至少两 种元素，该至少两种元素选自III族至XIV族元素且包括一种或多种中间相。

4.权利要求3的复合负极活性材料，其中该选自III族至XIV族元素的 元素在中间相中具有的晶体结构不同于在单相中相应的晶体结构。

5.权利要求3的复合负极活性材料，其中该中间相包括具有M_xM′_y的 组成范围的化合物，其中0＜x＜1，0＜y＜1，x+y＝1，且其中M和M′各自独立 地选自III族至XIV族元素。

6.权利要求5的复合负极活性材料，其中M选自Ni、Ti、Co、V和 Mo，且M′为Al。

7.权利要求3的复合负极活性材料，其中该中间相包括选自 NiAl₃、TiAl₃、Co₂Al₉、CoAl₃、Co₄Al₁₃、VAl₃、V₅Al₈、MoAl₅及其组合的化 合物。

8.权利要求1的复合负极活性材料，其中，在400℃下，该金属间化合 物包括选自以下的至少一种中间相：具有组成为Ni_xAl_y的化合物的中间相， 其中0.37＜x＜0.41且x+y＝1；具有组成为Ni_xAl_y的化合物的中间相，其中 0.45＜x＜0.59且x+y＝1；具有组成为Ni_xAl_y的化合物的中间相，其中 0.64＜x＜0.68且x+y＝1；和具有组成为Ni_xAl_y的化合物的中间相，其中 0.73＜x＜0.75且x+y＝1。

9.权利要求1的复合负极活性材料，其中，在500℃下，该金属间化合 物包括选自以下的至少一种中间相：具有组成为Ti_xAl_y的化合物的中间相， 其中0.45＜x＜0.51且x+y＝1；和具有组成为Ti_xAl_y的化合物的中间相，其中 0.65＜x＜0.78且x+y＝1。

10.权利要求1的复合负极活性材料，其中该金属间化合物在中间相中 具有相同的晶体结构。

11.权利要求1的复合负极活性材料，其中该碳质材料为选自石墨、炭 黑、无定形碳和纤维状碳的至少一种材料。

12.权利要求1的复合负极活性材料，其中该金属间化合物的量为30-90 重量％，基于该复合负极活性材料的总重量。

13.权利要求1的复合负极活性材料，其中该碳质材料的量为5-50重量 ％，基于该复合负极活性材料的总重量。

14.权利要求1的复合负极活性材料，其中通过X射线衍射测量，该金 属间化合物仅以与锂和该能够与锂合金化的金属的相结构上分离的相存在。

15.一种制备复合负极活性材料的方法，包括在惰性气氛中机械研磨能 够与锂合金化的金属、金属间化合物和碳质材料，所述金属间化合物不能够 与锂合金化且处于与该能够与锂合金化的金属结构上分离的相，其中所述金 属间化合物不与能够与锂合金化的金属形成合金相。