[发明专利]一种Si-Ti合金纳米粉体的制备方法及应用

权利要求书

1.一种Si-Ti合金纳米粉体的制备方法，以直流电弧氢等离子体为热源，以Si-Ti合金块体作为阳极和原料，在活性气体和惰性气体混合气氛中蒸发块体原料，获得Si-Ti合金纳米粉体，其特征在于，步骤如下：

步骤1：制备合金锭

取质量比为10～1：1的硅块和钛块，至于真空熔炼炉的铜坩埚中，以钨棒为阴极，硅块和钛块为靶材和阳极，抽真空至-0.1MPa，通入0.04MPa氩气、引弧、在电流300A条件下反复熔炼成合金锭；

步骤2：制备纳米粉体

(1)使用自动控制直流电弧等离子体设备，将步骤1制得的合金锭置于铜坩埚作为靶材，以合金锭原料为阳极，钨棒为阴极，调整阴极钨棒至靶材正上方；

(2)抽真空至-0.1MPa，通入气压比为4～1：1的氩气和氢气的混合气氛，起弧蒸发合金块后获得Si-Ti合金纳米颗粒；

(3)在氢等离子热源作用下，阳极蒸发形成原子团簇并凝聚成纳米粒子，沉积在水冷的反应室内壁上；

(4)待纳米粉体完全沉积后，通入空气进行钝化，钝化后收集粉体得Si-Ti合金纳米粉体。

2.根据权利要求1所述的Si-Ti合金纳米粉体的制备方法，其特征在于，合金块蒸发的电压为15～40V；合金块蒸发的电流为20～200A。

3.根据权利要求2所述的Si-Ti合金纳米粉体的制备方法，其特征在于，阴极与靶材之间的距离为3-5mm。

4.一种负极材料，其特征在于，包括权利要求1-3所述的Si-Ti合金纳米粉体；所述的负极材料，还包括导电剂、粘结剂、溶剂。

5.一种电极极片，其特征在于，包括权利要求4所述的负极材料。

6.一种锂离子电池，其特征在于，以权利要求5所述的电极极片作为负极；当Si-Ti合金纳米粉体负极材料的颗粒粒径为20～80nm时，其制备的电池，其在1A/g电流密度下，首次充放电库伦效率为78.9％～83.6％，首次放电比容量为2936.7～3394.3mAh/g，循环100圈，可逆循环比容量955.2～1064.8mAh/g。