[发明专利]一种用于锂电池的氮掺杂锡/铜多孔负极材料及制备方法

权利要求书

1.一种用于锂电池的氮掺杂锡/铜多孔负极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）按质量份数称取单水硫酸四氨合铜晶体20-60份，纳米锡粉40-80份；

（2）将单水硫酸四氨合铜晶体与纳米锡粉均匀混合，提高体系温度，达到低温混熔状态，熔化温度为250-300℃，将混熔材料倒入磨具中，得到锡包裹单水硫酸四氨合铜晶体的前驱体；

（3）将所述锡包裹单水硫酸四氨合铜晶体的前驱体放入密闭容器中，在H₂/甲烷混合气氛中，采用微波冷等离子体烧结所述锡包裹单水硫酸四氨合铜晶体的前驱体，烧结温度为700-750℃，烧结时间为6-40分钟，形成多孔碳包覆的氮掺杂铜/锡合金多孔负极材料。

2.根据权利要求1所述的一种用于锂电池的氮掺杂锡/铜多孔负极材料的制备方法，其特征在于，所述单水硫酸四氨合铜晶体的粒径为10-200微米，纯度为99.5%，所述纳米锡粉的粒径为80-200纳米，纯度为99.95%。

3.根据权利要求1所述的一种用于锂电池的氮掺杂锡/铜多孔负极材料的制备方法，其特征在于，所述氮掺杂铜/锡合金多孔负极材料的孔径为10-200微米。

4.根据权利要求1所述的一种用于锂电池的氮掺杂锡/铜多孔负极材料的制备方法，其特征在于，所述H₂/甲烷混合气氛的体积比为1:（0.3-2），气压为10-200Pa。

5.根据权利要求1所述的一种用于锂电池的氮掺杂锡/铜多孔负极材料的制备方法，其特征在于，所述密闭容器为不锈钢容器。

6.根据权利要求1所述的一种用于锂电池的氮掺杂锡/铜多孔负极材料的制备方法，其特征在于，所述微波冷等离子体的微波功率为300-1500W。

7.根据权利要求1所述的一种用于锂电池的氮掺杂锡/铜多孔负极材料的制备方法，其特征在于，所述微波冷等离子体处理过程中由于氨气释放导致气压升高，控制H₂/甲烷的流量，保持气压增加幅度小于10%。

8.一种用于锂电池的氮掺杂锡/铜多孔负极材料，其特征在于，由权利要求1-7任一项所述的制备方法制备获得的多孔铜/锡合金结构外层的富锡层中掺杂有N元素，并在富锡层外包裹一层碳薄膜。

9.根据权利要求8所述的一种用于锂电池的氮掺杂锡/铜多孔负极材料，其特征在于，所述富锡层的厚度为1-2微米，平均掺杂浓度为0.1-5%，所述碳薄膜的厚度为0.2-2微米，结构为类石墨结构。