[发明专利]锂合金-骨架碳复合材料及其制备方法、负极和锂电池

权利要求书

1.一种锂合金-骨架碳复合材料，所述锂合金-骨架碳复合材料包括多孔碳材料载体以及形成在所述多孔碳材料载体的表面上和孔隙内的锂合金。

2.根据权利要求1所述的锂合金-骨架碳复合材料，其中所述锂合金由金属锂和选自镁、硅、硼、碳、氮、氧、氟、铝、磷、硫、氯、钙、锌、镓、锗、砷、硒、溴、钌、铑、钯、银、镉、铟、锡、锑、碲、碘、铱、铂、金、汞、铊、铅、铋和钋中的一种或多种元素形成。

3.根据权利要求2所述的锂合金-骨架碳复合材料，其中当所述锂合金由金属锂与另外一种元素形成时，所述锂合金中锂的重量百分比为70％至99.9％。

4.根据权利要求2所述的锂合金-骨架碳复合材料，其中当所述锂合金由金属锂与另外多种元素形成时，在所述锂合金中，基于所述锂合金的总重量，所述另外多种元素的重量百分数为0.1-30重量％。

5.根据权利要求2所述的锂合金-骨架碳复合材料，其中所述锂合金为锂镁合金、锂硅合金、锂铝合金、锂硼合金以及其他多元衍生物。

6.根据权利要求1所述的锂合金-骨架碳复合材料，其中基于所述锂合金-骨架碳复合材料的总重量，所述锂合金-骨架碳复合材料中的金属锂含量为45-95重量％。

7.根据权利要求1所述的锂合金-骨架碳复合材料，其中所述锂合金-骨架碳复合材料的比容量为1000-2470mAh/g。

8.一种用于制备锂合金-骨架碳复合材料的方法，所述方法包括在惰性气氛下依次进行下列步骤：

(1)将金属锂加热到180-220℃的温度，以得到熔融锂；

(2)在500-800转/秒的转速的搅拌下，将步骤(1)中得到的熔融锂升温至220-1000℃，加入一种或多种元素熔炼得到熔融状态的锂合金，加入的所述元素选自镁、硅、硼、碳、氮、氧、氟、铝、磷、硫、氯、钙、锌、镓、锗、砷、硒、溴、钌、铑、钯、银、镉、铟、锡、锑、碲、碘、铱、铂、金、汞、铊、铅、铋和钋中的一种或多种；和

(3)向处于在500-800转/秒的转速的搅拌下的步骤(2)中得到的所述处于熔融状态的锂合金中加入多孔碳材料载体，继续搅拌20-40分钟，以得到所述锂合金-骨架碳复合材料。

9.一种用于锂电池的负极，其中所述负极的材料为根据权利要求1至7中任一项所述的锂合金-骨架碳复合材料，或者所述负极的材料由根据权利要求8所述的用于制备锂合金-骨架碳复合材料的方法制备。

10.一种锂电池，所述锂电池包含根据权利要求9所述的用于一次或二次锂电池的负极。