專利名稱：一種鋰離子電池Sn-Co/C合金負(fù)極材料及其制備方法
—種鋰離子電池Sn-Co/C合金負(fù)極材料及其制備方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于電化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種鋰離子電池Sn-Co/C合金負(fù)極材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
鋰離子電池因具有電壓高、比能量高、工作溫度范圍寬、環(huán)境友好、無記憶效應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)而備受關(guān)注，已應(yīng)用于各種便攜式電子產(chǎn)品，如手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、筆記本電腦和電動(dòng)工具等領(lǐng)域，并且逐步成為未來混合動(dòng)力汽車和純動(dòng)力汽車的能源供給之一。電池的進(jìn)步很大程度上取決于電極新材料的進(jìn)展，目前鋰離子電池的負(fù)極材料基本上都是石墨和各種碳材料。雖然商業(yè)化石墨類碳負(fù)極材料具有較好的循環(huán)性能，但質(zhì)量比容量較低(理論值為 372mAh/g)，特別是體積比容量相當(dāng)有限，嵌鋰電位很低易引發(fā)安全性問題，高倍率充放電性能較差等問題，遠(yuǎn)不能滿足未來高容量長壽命電子設(shè)備及其電動(dòng)汽車的需求。
目前，金屬及合金材料的研究多集中于新型高效儲(chǔ)鋰負(fù)極材料體系，其中Sn因其具有比碳材料高得多的比容量(理論比容量分別為994mAh/g，是石墨容量的兩倍多)、價(jià)格便宜和容量高而備受關(guān)注，逐步成為最有希望取代石墨負(fù)極的材料之一。然而純Sn作為鋰離子電極負(fù)極材料，在鋰離子嵌脫過程中體積膨脹率達(dá)100 300%，引起Sn等鋰活性物質(zhì)的機(jī)械分裂，導(dǎo)致電極崩塌粉化失效、電極循環(huán)性能下降。針對(duì)這種缺點(diǎn)，目前的研究主要集中在復(fù)合氧化物和與其他金屬化合形成中間相化合物。合金材料大多采用活性和非活性元素形成的合金材料如Sn-Ni合金作為鋰離子電池負(fù)極材料，這類材料在鋰離子嵌入和脫出的過程中會(huì)形成活性和非活性物質(zhì)結(jié)構(gòu)材料，活性物質(zhì)與鋰反應(yīng)提供能量，非活性物質(zhì)充當(dāng)“緩沖體”維持電極的基本結(jié)構(gòu)保證電極的循環(huán)壽命。在引入非活性材料時(shí)，雖然循環(huán)性能有較大改善，但存在電極容量減少的問題。專利申請(qǐng)200710176459. 7公開了一種鋰離子電池錫鈷碳復(fù)合負(fù)極材料的制備方法，該申請(qǐng)采用碳熱還原法，以錫、鈷化合物為原料， 利用過量的碳粉進(jìn)行還原形成的錫鈷合金制備錫鈷碳復(fù)合負(fù)極材料，但是在制備過程中產(chǎn)生大量的CO，容易造成大氣污染，不利于環(huán)保，同時(shí)熱碳還原很難還原徹底而引入其他副產(chǎn)物雜質(zhì)。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的首要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足，提供一種鋰離子電池Sn-Co/ C合金負(fù)極材料的制備方法。
本發(fā)明的另一目的在于提供由下述制備方法得到的鋰離子電池Sn-Co/C合金負(fù)極材料。
本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種鋰離子電池Sn-Co/C合金負(fù)極材料的制備方法，包括如下步驟
(I)將Sn粉和Co粉按質(zhì)量比97 :3 99 :1混合后抽真空，300 1000°C熔化 O. 5 3h后進(jìn)行離心噴霧，冷卻，得到Sn-Co復(fù)合材料；
(2)將步驟(I)的Sn-Co復(fù)合材料加入到I 3mol/L的酸溶液中進(jìn)行酸處理，得到酸處理后的Sn-Co材料；
(3)將有機(jī)碳源倒入無水乙醇中進(jìn)行充分溶解后加入步驟(2)的Sn-Co材料，攪拌均勻，干燥，得到干燥材料A ;步驟(2)的Sn-Co材料與有機(jī)碳源的質(zhì)量比優(yōu)選為1:2. 2 I 3. 53 ；
(4)將步驟(3)的干燥材料A置于管式爐中，氮?dú)獗Ｗo(hù)下以2 4°C /min升溫，于 400 500°C燒結(jié)使其碳化，完成一次碳包覆，得到Sn-Co/C材料A ；
(5)將浙青均勻溶解于四氫呋喃后加入步驟(4)的Sn-Co/C材料A，攪拌均勻，進(jìn)行離心噴霧，冷卻至50 120°C,得到干燥材料B ;步驟(4)的Sn-Co/C材料A與浙青的質(zhì)量比優(yōu)選為1:0. 29 I 0.41 ；
(6)將步驟(5)的干燥材料B置于管式爐中，氮?dú)獗Ｗo(hù)下以2 4°C /min升溫， 900 1000°C燒結(jié)使其碳化，完成二次碳包覆，得到Sn-Co/C合金負(fù)極材料；
步驟(I)中
所述的Sn粉優(yōu)選為直徑10 100 μ m的Sn粉；所述的Co粉優(yōu)選為直徑10 100 μ m 的 Co 粉;
所述的Sn粉和Co粉的質(zhì)量比優(yōu)選為98 2 ；
所述的熔化優(yōu)選在高溫熔煉爐中進(jìn)行；
所述的離心噴霧優(yōu)選在噴霧塔中進(jìn)行，所述的噴霧塔的離心速度優(yōu)選為1000 30000r/min ;所述的冷卻的溫度優(yōu)選為10 100°C ；
步驟(2)中
所述的Sn-Co復(fù)合材料和酸溶液的質(zhì)量體積比優(yōu)選為lg/3. 7ml lg/11.1ml ；
所述的酸溶液優(yōu)選為酸的水溶液；所述的酸優(yōu)選為硝酸、硫酸或鹽酸；
所述的酸處理的時(shí)間優(yōu)選為2 5h;
步驟(3)中
所述的有機(jī)碳源優(yōu)選為檸檬酸、葡萄糖或蔗糖；
所述的有機(jī)碳源和無水乙醇的質(zhì)量體積比優(yōu)選為lg/2. 02ml lg/3. 23ml ；
所述的干燥優(yōu)選采用以下方法進(jìn)行60°C鼓風(fēng)干燥2h后50 90°C真空干燥10 25h ；
步驟(4)中
所述的燒結(jié)的時(shí)間優(yōu)選為4 5h ;
所述的一次碳包覆的碳含量優(yōu)選為10 15wt% ；
步驟(5)中
所選的浙青優(yōu)選為高溫浙青或中溫浙青；
所述的浙青和四氫呋喃的質(zhì)量體積比優(yōu)選為lg/15. 5ml lg/22. 2ml ；
所述的離心噴霧的離心速度優(yōu)選為30000r/min ；
步驟(6)中
所述的燒結(jié)的時(shí)間優(yōu)選為8 12h ;
所述的二次碳包覆的碳含量優(yōu)選為15 20wt% ；
一種鋰離子電池Sn-Co/C合金負(fù)極材料，通過上述制備方法制備得到；
本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點(diǎn)及效果
(I)本發(fā)明將Sn粉和Co粉按質(zhì)量比97 :3 99 :1、使用高溫熔化后進(jìn)行噴霧冷卻的方法制備Sn-Co合金，所得Sn-Co合金材料的粒子尺寸更小，提高了電極循環(huán)性能。
(2)采用酸刻蝕、有機(jī)碳源進(jìn)行一次碳包覆以及浙青進(jìn)行二次碳包覆，有機(jī)碳源一次包覆提供了緩沖層，給予電極材料膨脹空間；浙青二次包覆進(jìn)行了硬碳包覆，有效的限制了電極材料的膨脹，防止材料在充放電過程中粉化。
(3)相對(duì)于現(xiàn)有的合金材料制備方法，如電化學(xué)沉積法、球磨法、高溫固相法等， 本發(fā)明的制備工藝簡單，操作方便，成本低，效率高，無副產(chǎn)品；制備出的合金電極材料晶粒均勻細(xì)小，結(jié)晶度和力學(xué)性能良好，在提高循環(huán)性能的同時(shí)增大電極容量，具有充放電容量高，循環(huán)性能好的優(yōu)點(diǎn)。
(4)本發(fā)明制備的鋰離子電池Sn-Co/C合金負(fù)極材料是一種固溶體合金，具有很好的力學(xué)強(qiáng)度，相對(duì)于現(xiàn)有的非固溶體合金，不會(huì)存在因材料本身引起電極容量降低問題。2是實(shí)施例1的鋰離子電池Sn-Co/C合金負(fù)極材料(酸處理前)的掃描電子顯微 3是實(shí)施例1的鋰離子電池Sn-Co/C合金負(fù)極材料(酸處理后)的掃描電子顯微
圖1是實(shí)施例1的鋰離子電池Sn-Co/C合金負(fù)極材料的X射線衍射圖(XRD);其中多代表Sn, 代表CoSn2,全代表CoSn。
圖鏡圖(SEM)。
圖鏡圖(SEM)。
圖4是實(shí)施例1的鋰離子電池Sn-Co/C合金負(fù)極材料的放電比容量-循環(huán)次數(shù)曲線圖。
線圖。
線圖。
線圖。圖5是實(shí)施例2的鋰離子電池Sn-Co/C合金負(fù)極材料的放電比容量-循環(huán)次數(shù)曲圖6是實(shí)施例3的鋰離子電池Sn-Co/C合金負(fù)極材料的放電比容量-循環(huán)次數(shù)曲圖7是實(shí)施例4的鋰離子電池Sn-Co/C合金負(fù)極材料的放電比容量-循環(huán)次數(shù)曲具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。
實(shí)施案例I
(I)將10 μ m的Sn粉5. 94g和Co粉O. 06g混合均勻后放入熔煉爐(廣東恒揚(yáng)電爐制造有限公司，GW-30T ;下同。)并抽真空，700°C熔化1. 5h后轉(zhuǎn)入噴霧塔(湖北省葛店開發(fā)區(qū)科憶分體材料有限公司，單向拋擲式離心噴霧制粉機(jī)；下同。)進(jìn)行離心噴霧，離心速度為 2000r/min，最后在出料口進(jìn)行冷卻收集，冷卻溫度為53°C，得到Sn-Co復(fù)合材料；
(2)將步驟(I)的Sn-Co復(fù)合材料6g加入66. 6ml、lmol/L的硝酸溶液中進(jìn)行酸處理5h，得到酸處理后的Sn-Co材料；
(3)將9. 3g檸檬酸倒入30ml無水乙醇中進(jìn)行充分溶解后加入步驟(2)的Sn-Co 材料4. 2g，攪拌均勻，置于60°C鼓風(fēng)烘箱干燥2h后于50°C真空干燥24h，得到干燥材料A ；
(4)將步驟(3)的干燥材料A置于管式爐(上海西格瑪高溫電爐有限公司，下同。) 中，氮?dú)獗Ｗo(hù)下以3°C /min升溫，于500°C燒結(jié)4h，完成一次碳包覆，得到Sn-Co/C材料A ； 碳含量為10wt% ；
(5)將高溫浙青1. 91g均勻溶解于30ml四氫呋喃后加入步驟(4)的Sn-Co/C材料 A 4. 67g，攪拌均勻，進(jìn)行離心噴霧，離心速度為30000r/min，冷卻至80°C，得到干燥材料B ;
(6)將步驟(5)的干燥材料B置于管式爐中，氮?dú)獗Ｗo(hù)下以3°C /min升溫，950°C 燒結(jié)8h，完成二次碳包覆，得到Sn-Co/C合金負(fù)極材料；碳含量為20wt% ；
充放電測試采用沖片機(jī)(深圳興業(yè)模具有限公司)將上述制備的Sn-Co/C合金負(fù)極材料充成直徑Φ=12πιπι的園形片，對(duì)電極為純鋰片，電解液為ImoVLLiPF6溶液(溶劑為碳酸乙烯酯(ethylene carbonate, EC) + 碳酸二甲酯(dimethy carbonate, ·DMC) +碳酸甲乙酯(Ethyl Methyl Carbonate, EMC)按質(zhì)量比1:1:1配置而成。)，隔膜為微孔聚丙烯膜Celgard-2300，在充滿氬氣的手套箱中裝配成CR2430型扣式電池，使用新威電池測試系統(tǒng),在電池充放電系統(tǒng)上進(jìn)行恒流充放電測試,充放電電流為0. 1mA，充放電電壓范圍控制在O 2. 6V之間；
結(jié)果發(fā)現(xiàn)，Sn-Co/C合金負(fù)極材料的首次放電容量為927. 5mAh/g，充電容量為 856. 4mA/g,首次庫倫效率為92. 33%, 30次循環(huán)后容量保持在513. 8mAh/g,容量保持率為 55. 42%，充放電效率維持在93. 41%。
實(shí)施案例2
(I)將20μ m的Sn粉5. 88g和Co粉0. 12g混合均勻后放入熔煉爐并抽真空， 1000°C熔化0. 5h后轉(zhuǎn)入噴霧塔進(jìn)行離心噴霧，離心速度為1000r/min，最后在出料口進(jìn)行冷卻收集，冷卻溫度為10°C，得到Sn-Co復(fù)合材料；
(2)將步驟(I)的Sn-Co復(fù)合材料6g加入33. 3ml、2mol/L的硝酸溶液中進(jìn)行酸處理3h，得到酸處理后的Sn-Co材料；
(3)將14. 82g檸檬酸倒入30ml無水乙醇中進(jìn)行充分溶解后加入步驟(2)的Sn-Co 材料4. 2g，攪拌均勻，置于60°C鼓風(fēng)烘箱干燥2h后于90°C真空干燥10h，得到干燥材料A ;
(4)將步驟(3)的干燥材料A置于管式爐中，氮?dú)獗Ｗo(hù)下以2 V /min升溫，400°C 燒結(jié)5h，完成一次碳包覆，得到Sn-Co/C材料A ;碳含量為15wt% ；
(5)將高溫浙青1. 35g均勻溶解于30ml四氫呋喃后加入步驟(4)的Sn-Co/C材料 A 4. 67g，攪拌均勻，進(jìn)行離心噴霧，離心速度為30000r/min，冷卻至50°C，得到干燥材料B ;
(6)將步驟(5)的干燥材料B置于管式爐中，氮?dú)獗Ｗo(hù)下以2V /min升溫，950°C 燒結(jié)10h，完成二次碳包覆，得到Sn-Co/C合金負(fù)極材料；碳含量為15wt% ；
充放電測試操作同實(shí)施例1的“充放電測試”；結(jié)果發(fā)現(xiàn)，Sn-Co/C合金負(fù)極材料的首次放電容量為954. 9mAh/g，充電容量為876. 5mA/g,首次庫倫效率為91. 78%，30次循環(huán)后容量保持在526. 9mAh/g,容量保持率為54. 96%，充放電效率維持在95. 63%。
實(shí)施案例3
(I)將IOOym的Sn粉5. 88g和Co粉0. 12g混合均勻后放入熔煉爐并抽真空， 800°C熔化2h后轉(zhuǎn)入噴霧塔進(jìn)行離心噴霧，離心速度為2000r/min，最后在出料口進(jìn)行冷卻收集，冷卻溫度為100°c，得到Sn-Co復(fù)合材料；
(2)將步驟(I)的Sn-Co復(fù)合材料6g加入22. 2ml、3mol/L的鹽酸溶液中進(jìn)行酸處理2h，得到酸處理后的Sn-Co材料；
(3)將9. 3g檸檬酸倒入30ml無水乙醇中進(jìn)行充分溶解后加入步驟(2)的Sn-Co 材料4. 2g，攪拌均勻，置于60°C鼓風(fēng)烘箱干燥2h后于60°C真空干燥20h，得到干燥材料A ；
(4)將步驟(3)的干燥材料A置于管式爐中，氮?dú)獗Ｗo(hù)下以4°C /min升溫，400°C 燒結(jié)5h，完成一次碳包覆，得到Sn-Co/C材料A ;碳含量為10wt% ；
(5)將高溫浙青1. 35g均勻溶解于30ml四氫呋喃后加入步驟(4)的Sn-Co/C材料 A 4. 67g，攪拌均勻，進(jìn)行離心噴霧，離心速度為20000r/min，冷卻至60°C，得到干燥材料B ;
(6)將步驟(5)的干燥材料B置于管式爐中，氮?dú)獗Ｗo(hù)下以4°C /min升溫，900°C 燒結(jié)12h，完成二次碳包覆，得到Sn-Co/C合金負(fù)極材料；碳含量為20wt% ；
充放電測試操作同實(shí)施例1的“充放電測試”；結(jié)果表明，Sn-Co/C合金負(fù)極材料的首次放電容量為934.1mAh/g，充電容量為827. 6mA/g,首次庫倫效率為88. 60%, 30次循環(huán)后容量保持在586. 2mAh/g，容量保持率為62. 75%，充放電效率維持在97. 76%。
實(shí)施案例4
(I)將20 μ m的Sn粉5. 82g和Co粉O. 18g混合均勻后放入熔煉爐并抽真空，300°C 熔化3h后轉(zhuǎn)入噴霧塔 進(jìn)行離心噴霧，離心速度為30000r/min，最后在出料口進(jìn)行冷卻收集，冷卻溫度為53°C，得到Sn-Co復(fù)合材料；
(2)將步驟(I)的Sn-Co復(fù)合材料6g加入66. 6ml、lmol/L的鹽酸溶液中進(jìn)行酸處理5h，得到酸處理后的Sn-Co材料；
(3)將10. 5g檸檬酸倒入30ml無水乙醇中進(jìn)行充分溶解后加入步驟(2)的Sn-Co 材料4. 2g，攪拌均勻，置于60°C鼓風(fēng)烘箱干燥2h后于60°C真空干燥25h，得到干燥材料A ;
(4)將步驟(3)的干燥材料A置于管式爐中，氮?dú)獗Ｗo(hù)下以3°C /min升溫，450°C 燒結(jié)4. 5h，完成一次碳包覆，得到Sn-Co/C材料A ;碳含量為llwt% ；
(5)將高溫浙青1. 83g均勻溶解于30ml四氫呋喃后加入步驟(4)的Sn-Co/C材料A 4. 67g，攪拌均勻，進(jìn)行離心噴霧，離心速度為30000r/min，冷卻至120°C，得到干燥材料B ;
(6)將步驟(5)的干燥材料B置于管式爐中，氮?dú)獗Ｗo(hù)下以3°C /min升溫，1000°C 燒結(jié)8h，完成二次碳包覆，得到Sn-Co/C合金負(fù)極材料；碳含量為19wt% ；
充放電測試操作同實(shí)施例1的“充放電測試”；結(jié)果表明，Sn-Co/C合金負(fù)極材料的首次放電容量為913. 2mAh/g，充電容量為832. 4mA/g,首次庫倫效率為91. 13%，30次循環(huán)后容量保持在523mAh/g，容量保持率為57. 27%，充放電效率維持在87. 16%。
效果實(shí)施例
(I)XRD檢測通過XRD對(duì)實(shí)施例1制備的鋰離子電池Sn-Co/C合金負(fù)極材料進(jìn)行檢測，結(jié)果如圖1所示。從圖1可以看出，鋰離子電池Sn-Co/C合金負(fù)極材料中以純錫為主，同時(shí)含有CoSn2和CoSn。
(2)SEM檢測通過SEM對(duì)實(shí)施例1制備的鋰離子電池Sn-Co/C合金負(fù)極材料進(jìn)行檢測，結(jié)果如圖2、3所示。從圖中可以看出，噴霧得到球形顆粒，粒度為I 2μπι，進(jìn)行酸刻蝕之后表面出現(xiàn)較多裂紋，有利于后續(xù)有機(jī)碳的滲入，從而改善材料的循環(huán)性能。
(3)鋰離子電池Sn-Co/C合金負(fù)極材料的放電比容量測試取實(shí)施例1 4制備的鋰離子電池Sn-Co/C合金負(fù)極材料進(jìn)行放電比容量測試，其放電比容量-循環(huán)次數(shù)曲線圖如圖4 7所示；從圖中可以看到，制備得到的鋰離子電池Sn-Co/C合金負(fù)極材料首次充放電容量都較高，30次循環(huán)后容量保持在600mAh/g左右，容量保持率大于93%。
上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化， 均應(yīng)為等效的置換方式 ，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種鋰離子電池Sn-Co/C合金負(fù)極材料的制備方法，其特征在于包括如下步驟(1)將Sn粉和Co粉按質(zhì)量比97:3 99 :1混合后抽真空，300 1000°C熔化O. 5 3h后進(jìn)行離心噴霧，冷卻，得到Sn-Co復(fù)合材料；(2)將步驟(I)的Sn-Co復(fù)合材料加入到I 3mol/L的酸溶液中進(jìn)行酸處理，得到酸處理后的Sn-Co材料；(3)將有機(jī)碳源倒入無水乙醇中進(jìn)行充分溶解后加入步驟(2)的Sn-Co材料，攪拌均勻，干燥，得到干燥材料A ;步驟(2)的Sn-Co材料與有機(jī)碳源的質(zhì)量比為1:2. 2 1:3. 53 ；(4)將步驟(3)的干燥材料A置于管式爐中，氮?dú)獗Ｗo(hù)下以2 4°C/min升溫，于400 500°C燒結(jié)使其碳化，完成一次碳包覆，得到Sn-Co/C材料A ；(5)將浙青均勻溶解于四氫呋喃后加入步驟(4)的Sn-Co/C材料A，攪拌均勻，進(jìn)行離心噴霧，冷卻至50 120°C，得到干燥材料B ;步驟(4)的Sn-Co/C材料A與浙青的質(zhì)量比為1:0· 29 I 0. 41 ；(6)將步驟(5)的干燥材料B置于管式爐中，氮?dú)獗Ｗo(hù)下以2 4°C/min升溫，900 1000°C燒結(jié)使其碳化，完成二次碳包覆，得到Sn-Co/C合金負(fù)極材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋰離子電池Sn-Co/C合金負(fù)極材料的制備方法，其特征在于步驟(I)中所述的Sn粉為直徑10 100 μ m的Sn粉；所述的Co粉為直徑10 ΙΟΟμπι 的 Co 粉。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋰離子電池Sn-Co/C合金負(fù)極材料的制備方法，其特征在于步驟(I)中所述的離心噴霧在噴霧塔中進(jìn)行，所述的噴霧塔的離心速度為1000 30000r/min。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋰離子電池Sn-Co/C合金負(fù)極材料的制備方法，其特征在于步驟(I)中所述的冷卻的溫度為10 100°C。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋰離子電池Sn-Co/C合金負(fù)極材料的制備方法，其特征在于步驟(2)中所述的Sn-Co復(fù)合材料和酸溶液的質(zhì)量體積比為lg/3. 7ml lg/11. 1ml。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋰離子電池Sn-Co/C合金負(fù)極材料的制備方法，其特征在于步驟(2)中所述的酸溶液為酸的水溶液；所述的酸為硝酸、硫酸或鹽酸；所述的酸處理的時(shí)間為2 5h。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋰離子電池Sn-Co/C合金負(fù)極材料的制備方法，其特征在于步驟(3)中所述的有機(jī)碳源為檸檬酸、葡萄糖或蔗糖，所述的有機(jī)碳源和無水乙醇的質(zhì)量體積比為lg/2. 02ml lg/3. 23ml。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋰離子電池Sn-Co/C合金負(fù)極材料的制備方法，其特征在于步驟(3)中所述的干燥采用以下方法進(jìn)行60°C鼓風(fēng)干燥2h后50 90°C真空干燥10 25h。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋰離子電池Sn-Co/C合金負(fù)極材料的制備方法，其特征在于步驟(4)中所述的燒結(jié)的時(shí)間為4 5h，所述的一次碳包覆的碳含量為10 15wt% ；步驟(5)中所選的浙青為高溫浙青或中溫浙青，所述的浙青和四氫呋喃的質(zhì)量體積比為 lg/15. 5ml lg/22. 2ml ；步驟(6)中所述的燒結(jié)的時(shí)間為8 12h，所述的二次碳包覆的碳含量為15 20wt%。
10.一種鋰離子電池Sn-Co/C合金負(fù)極材料,其特征在于由權(quán)利要求1 9任一項(xiàng)所述的制備方法得到。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鋰離子電池Sn-Co/C合金負(fù)極材料及其制備方法。本發(fā)明將Sn、Co粉按質(zhì)量比991～973混合均勻，熔化后進(jìn)行噴霧冷卻，得到Sn-Co復(fù)合材料；然后將Sn-Co復(fù)合材料加入濃度1～3mol/L的酸溶液中進(jìn)行酸處理，得到酸處理后的Sn-Co材料；再將Sn-Co材料依次與有機(jī)碳源、瀝青混合燒結(jié)，得到Sn-Co/C合金負(fù)極材料。采用酸刻蝕、有機(jī)碳源進(jìn)行一次碳包覆及瀝青進(jìn)行二次碳包覆，給予電極材料膨脹空間的同時(shí)限制電極材料的膨脹，防止材料在充放電過程中粉化。制備得到的Sn-Co/C合金負(fù)極材料是一種固溶體合金，具有很好的力學(xué)強(qiáng)度，不會(huì)存在因材料本身引起電極容量降低問題，在提高循環(huán)性能的同時(shí)增大電極容量，具有充放電容量高，循環(huán)性能好的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H01M4/134GK103000863SQ20121039227
公開日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2012年10月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月16日
發(fā)明者侯賢華, 成志博, 胡社軍, 岳敏, 賀雪琴 申請(qǐng)人:華南師范大學(xué)