[发明专利]导电碳膜包覆钙或钙锡合金的锂电池负极材料的制备方法

权利要求书

1.导电碳膜包覆钙或钙锡合金的锂电池负极材料的制备方法，其步骤为：

（1）取纯度为99.99% 的金属钙熔化后，用纯度99.999%的高纯氩喷雾，喷射到分子量为200~800、纯度为99%的聚乙二醇液体中，钙雾滴在聚乙二醇液体中冷却后形成球形粉末；与此同时，与钙雾滴接触的聚乙二醇发生碳化，碳化过程产生的气体使碳膜鼓胀，形成碳包覆钙材料；

（2）过滤出碳包覆钙材料，在真空或纯度99.999%的高纯氩的气氛中再次煅烧，温度控制在700^oC以下，进一步碳化以除去残留在碳包覆钙材料上的聚乙二醇；冷却后，即得到作为制备锂离子电池负极材料的导电碳膜包覆钙。

2.导电碳膜包覆钙锡合金的锂电池负极材料的制备方法，其步骤为：

（1）取纯度为99.99% 的金属钙和锡在250~1200^oC熔化后，用纯度99.999%的高纯氩喷雾，喷射到分子量为200~800、纯度为99%的聚乙二醇液体中，钙锡合金雾滴在聚乙二醇液体中冷却后形成球形粉末；与此同时，与钙锡合金雾滴接触的聚乙二醇发生碳化，碳化过程产生的气体使碳膜鼓胀，形成碳包覆钙锡合金材料；

（2）过滤出碳包覆钙锡合金材料，在真空或纯度99.999%的高纯氩的气氛中再次煅烧，温度控制在700^oC以下，进一步碳化以除去残留在碳包覆钙锡合金材料上的聚乙二醇；冷却后，即得到作为制备锂离子电池负极材料的碳包覆钙锡合金。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述钙锡合金以通式Ca_xSn_y表示，其中：0﹤x≤2，0﹤y≤3。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述钙锡合金是下述合金形式中的任意一种：Ca-Ca₂Sn共晶合金、CaSn-CaSn₃共晶合金、Ca₂Sn和CaSn形成的包晶合金，CaSn₃与Sn形成的合金，或金属间化合物Ca₂Sn、CaSn、CaSn₃。

5.使用权利要求1或2中所述负极材料制备的锂电池，其特征在于，该锂电池的电解质是以LiPF₆为溶质，碳酸乙烯酯、碳酸甲酯与碳酸二甲酯的混和物为溶剂，碳酸乙烯酯∶碳酸甲酯∶碳酸二甲酯的质量比为4∶2∶4，电解质中的LiPF₆的浓度为 1 mol L^-1；该锂电池以微孔聚丙烯膜为隔膜，以LiCoO₂、LiMnO₂或LiFePO₄为正极材料。

6.根据权利要求5所述的锂电池，其特征在于，所述正极是通过下述方法制备获得的：将锂离子电池正极材料LiCoO₂、LiMnO₂或LiFePO₄∶乙炔黑∶聚丙烯酸溶液（5wt%）按质量比为95∶5∶5~20，机械混合10~30分钟，调制成膏状，涂敷到碳纸上，阴干；在20~100 Kg cm^-2的压力下压制成型。