[发明专利]一种电气设备负极材料及电气设备

说明书

技术领域

本发明涉及电气材料，尤其涉及一种电气设备负极材料。

背景技术

近年来，我国每年生产5亿只小型密封铅酸电池用于电动自行车的动力电源，随着电动汽车和储能需求，为了保护环境，应对大气污染，需要通过引入电动汽车或者混合汽车来降低二氧化碳的排放量，因此，发动机驱动用的二次电池等电气设备是电动汽车产业发展的关键。

以石墨材料为负极、以LiCoO₂等过渡金属氧化物为正极材料的锂离子电池已经得到了广泛的应用。许多高新电子产品，如笔记本电脑、MP3、MP4等，都离不开锂离子电池。然而，锂离子电池的应用也局限在这些小型、便携型电子产品之中。开发新一代具有更高容量的锂离子电池已经成为当前锂离子电池领域研究的热点。如果我们看一下目前商业化的锂离子电池负极材料—主要为石墨材料，可以发现，它的理论容量只有372mA/g，或者818mA/L(石墨材料的密度为2.29/cm)。在商品化的锂离子电池中石墨的容量为320mA/g左右，它的利用率己经达到了它的极限。如果要开发具有更高容量的电池材料，势必寻找新的材料以代替石墨。

在元素周期表中，有很多元素组成的物质，如硅、铝、锡、锑等，可以在电池环境下与锂发生反应，并且具有比石墨高的多的理论容量，而且金属和合金材料有另一个优越性，即它们的充放电电位适中，没有安全隐患。然而，金属的单质却不能直接用来做锂离子电池的负极材料，主要的原因是它们在与锂离子发生反应生成锂-金属合金的过程中存在很大的体积膨胀和收缩，这将导致材料在受内部应力的作用而龟裂，从而失去活性。最终导致材料的循环性能下降。提高金属和合金材料的循环性能成为开发合金锂离子电池材料的关键问题。

而锂离子电池具有高容量、快速充放电、高循环性能而备受人们关注，构成锂离子电池的负极材料至关重要，如何提高负极材料对锂离子的嵌入和脱出是提高锂离子电池容量的主要途径，负极备受关注。

因此，为了解决上述问题，特提供一种新的技术方案满足需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种电气设备负极材料，该材料的具有良好的循环性能、高容量、高稳定性等优异性能。

为了达到上述技术目的，本发明的技术方案具体为，一种电气设备负极材料，其特征在于：具有合金LiAlSi，其中元素配比：锂为10％-90％，铝为10％-45％，硅为10％-50％。

进一步地，还包括聚苯胺，其中合金LiAlSi均匀分散于聚苯胺中。

进一步地，还包括碳，构成LiAlSi/C复合材料

进一步地，所述元素配比：锂为30％-90％，铝为10％-30％，硅为20％-50％。

进一步地，所述元素配比：锂为40％-90％，铝为20％-30％，硅为30％-50％。

一种电气设备，具有以上所述的负极材料。

本发明的有益效果：电气设备负极材料克服了锂负极材料高活泼性引起的安全性差和循环性差的缺点，具有高稳定性，合金材料分散于聚苯胺中稳定性增强，同时具有良好的导电性，具有实用化的效果。

具体实施方式

下面将结合本发明的实施例进一步阐释本发明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。所述方法如无特别说明均为常规方法。

实施例1

一种电气设备负极材料，具有合金LiAlSi，将LixAl合金和AlySi合金或Si粉按照化学计量比，其中元素配比：锂为80％，铝为10％，硅为10％，和一定量的钢球(球料比4:1)放入高能球磨机中，在氩气的气氛下，400r/s的速度，球磨12小时。然后将球磨后的金属粉末压成片，放入管式炉中，在氩气气氛下，以400℃煅烧12h，升温速度为10℃/min。得到灰色块状物，将其粉碎，并经过400目筛，得到最终产物，即LiAlSi合金粉体，即为电气设备负极材料。

实施例2