[发明专利]一种用于锂离子电池的多孔负极材料的制备方法及应用有效

专利信息
申请号: 201611164431.7 申请日: 2016-12-16
公开(公告)号: CN106784766B 公开(公告)日: 2019-05-24
发明(设计)人: 刘喜正;王志峰;刘江云;丁轶 申请(专利权)人: 天津理工大学
主分类号: H01M4/38 分类号: H01M4/38;H01M4/583;H01M4/139;H01M10/0525
代理公司: 天津佳盟知识产权代理有限公司 12002 代理人: 侯力
地址: 300384 天津市西青*** 国省代码: 天津;12
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摘要: 一种用于锂离子电池的多孔负极材料的制备方法,制备步骤如下:首先制备Ge‑Si‑Al合金锭,再将其甩成条带,作为脱合金前驱体,最后利用脱合金技术将其制成双峰纳米多孔锗硅合金,作为锂离子电池多孔负极材料。所制备的锂离子电池多孔负极材料的应用,用于组装半电池。本发明的优点是:该方法利用锗和硅互相固溶的特点,结合脱合金方法制备出双峰纳米多孔锗硅合金,该材料的纳米多孔结构孔隙率较高,孔间距适宜,可缓冲活性物质充电时的体积膨胀,进一步增强了负极材料的循环寿命;具有原料成本低、制备过程简单、工艺周期短等特点,此材料做为锂离子电池的负极材料展现出较高的比容量和循环稳定性。
搜索关键词: 一种 用于 锂离子电池 多孔 负极 材料 制备 方法 应用
【主权项】:
1.一种用于锂离子电池的多孔负极材料的制备方法,其特征在于步骤如下:1)Ge‑Si‑Al合金锭的制备以纯度均为99.99wt%的锗块、硅粒、铝块为原材料,根据目标合金成分GexSixAl100‑2x的原子比进行备料,其中8≤x≤11,备料时原料备量分别乘以一修正系数,以削减合金熔炼时的烧损引起的成分偏差,所述修正系数分别为锗1.01、硅1.02、铝1.05,将称量好的原材料采用电弧熔炼法熔炼,材料装炉后真空度抽至9×10‑4Pa,然后通入高纯氩气至‑0.05MPa,将锗与硅先熔炼成小合金锭,铝单独熔炼成锭,再将两组合金锭一起熔炼,反复熔炼4次以保证材料炼制均匀,材料随水冷坩埚冷却后,得到炼制好的Ge‑Si‑Al合金锭;2)脱合金前驱体条带的制备将上述合金锭放入石英试管内,石英管管口直径1.1mm,石英管管口距铜辊距离2.1mm,感应加热使合金锭熔融,然后利用氩气将熔融的合金快速吹出,吹铸压力为0.085MPa,熔融的液态合金在转速3580转/分钟的铜辊上快速凝固形成合金条带,制得条带的宽度为2.3mm,厚度为26μm,作为脱合金前驱体条带;3)双峰纳米多孔锗硅合金的制备将上述制得的脱合金前驱体条带置于浓度为2.0~2.3M、温度为63~67℃的氢氧化钠溶液中,自由脱合金400~420min,反应结束后将脱合金产物捞出用去离子水反复清洗2次,除去样品表面残留的氢氧化钠,用离心机将脱合金产物分离,然后将产物在真空干燥箱中于60℃、‑0.1Mpa下烘干,最后将制得的双峰纳米多孔负极材料置于真空度为‑0.1Mpa、温度为25℃的干燥箱中留存备用。
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