本發(fā)明涉及鋰離子電池負(fù)極電極材料制備領(lǐng)域，具體涉及一種鋰離子電池多孔負(fù)極材料的制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

環(huán)境污染與能源危機(jī)已經(jīng)嚴(yán)重制約了人類社會(huì)的快速發(fā)展，大力開發(fā)新能源技術(shù)已在世界范圍內(nèi)達(dá)成共識(shí)。開發(fā)新的高性能儲(chǔ)能器件是新能源技術(shù)高效利用的有效途徑。鋰離子電池是近年來開發(fā)的新型儲(chǔ)能器件，它具有與傳統(tǒng)二次電池相比突出的優(yōu)點(diǎn)，如工作電壓高、比能量大、循環(huán)壽命長(zhǎng)等，因而在手機(jī)、筆記本電腦、混合動(dòng)力汽車的電池等裝置中發(fā)揮著巨大作用。鋰離子電池電極材料開發(fā)中，高容量負(fù)極材料的開發(fā)是提升電池總?cè)萘康挠行緩街唬瑢?duì)鋰離子電池在更廣闊領(lǐng)域的商業(yè)化應(yīng)用具有舉足輕重的作用。硅基負(fù)極材料的理論比容量是傳統(tǒng)石墨負(fù)極材料的10倍以上，具有重要的應(yīng)用前景。但硅基負(fù)極材料在實(shí)際工作中面臨嚴(yán)峻的體積膨脹問題，造成材料粉化、脫落，產(chǎn)生較大的不可逆容量和過快的容量衰減，使電池循環(huán)性能變差。將負(fù)極材料納米化、多孔化，為負(fù)極材料的體積劇變提供適宜的空隙，是解決負(fù)極材料體積膨脹的有效方法。

現(xiàn)有技術(shù)中，CN104600312A公開了一種鋰離子電池多孔負(fù)極材料的制備方法，其需在3000℃以上進(jìn)行氣化造孔，該方法能耗高，對(duì)設(shè)備要求高，增加了生產(chǎn)成本。且該負(fù)極材料制備需經(jīng)歷低溫碳化、高溫石墨化、氣化造孔、外部包覆等操作，工藝過程復(fù)雜，生產(chǎn)周期長(zhǎng)。此外，該發(fā)明涉及的多孔負(fù)極材料為多孔碳材料，受碳材料本身理論容量的制約，最高充、放電容量均低于400mAh/g，電池電容量表現(xiàn)一般，難以滿足更高的應(yīng)用需求。CN103779581A公開了一種多孔負(fù)極極片及其制備方法，該專利多孔集流體的孔間距較大(0.2～2mm)，加大了鋰離子與活性物質(zhì)間的擴(kuò)散距離，影響了電池的倍率性能。該專利多孔負(fù)極極片表面需進(jìn)行涂層保護(hù)，涂層材料包括一種或幾種高分子聚合物、陶瓷粉體材料等，制備工序復(fù)雜。并且該專利的活性物質(zhì)需采用化學(xué)氣相沉積法、電化學(xué)沉積法等進(jìn)行沉積，制備工藝周期長(zhǎng)，產(chǎn)量低。CN103985836A公開了一種在鎳納米針錐陣列上制備鍺負(fù)極材料的方法,首先采用電沉積方法制備鎳納米針陣列，然后利用離子液體電沉積方法在鎳納米針陣列上制備鍺負(fù)極材料，該方法工藝復(fù)雜，制備周期長(zhǎng)，產(chǎn)量低，且材料孔隙率不高。CN104466104A和CN104894630A分別公開了一種鋰離子電池鍺石墨烯復(fù)合負(fù)極材料及其制備方法和一種離子液體電沉積制備三維鍺/碳納米復(fù)合薄膜的方法，兩發(fā)明采用微波水熱反應(yīng)法或離子液體電沉積法從而制備鍺與石墨烯或碳納米管的復(fù)合材料，兩種方法均涉及制備工藝復(fù)雜、生產(chǎn)周期長(zhǎng)、產(chǎn)量低、材料孔隙率不高的問題。S.A.Liu等(Nano Energy2015，13：651-657)采用脫合金工藝制備出納米多孔鍺，將其做為高性能鋰離子電池的負(fù)極材料，但其前驅(qū)體合金中鍺含量達(dá)到了28.4at％，材料成本較高，增加了企業(yè)負(fù)擔(dān)，且該材料電壓窗口較窄，不利于材料的產(chǎn)業(yè)化推廣。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對(duì)上述存在問題，提供一種鋰離子電池多孔負(fù)極材料的制備方法和應(yīng)用，該方法利用金屬鍺與錫固溶度低的特點(diǎn)，結(jié)合脫合金方法制備出多孔鍺和多孔錫共同組成的雙骨架結(jié)構(gòu)，此雙骨架結(jié)構(gòu)做為鋰離子電池的負(fù)極材料，展現(xiàn)出較高的電容和循環(huán)性能，且具有材料成本低、制備過程簡(jiǎn)單、工藝周期短等特點(diǎn)，克服了現(xiàn)有技術(shù)工藝復(fù)雜、生產(chǎn)周期長(zhǎng)、能耗高、材料成本高、產(chǎn)量低，材料孔隙率低等缺點(diǎn)。

本發(fā)明的技術(shù)方案：

一種鋰離子電池多孔負(fù)極材料的制備方法，前驅(qū)體合金中鍺和錫以等原子比進(jìn)行設(shè)計(jì)，提供并控制前驅(qū)體成分比例和脫合金工藝參數(shù)，制得由多孔鍺骨架和多孔錫骨架纏結(jié)在一起組成的多孔雙骨架負(fù)極材料，其制備方法，步驟如下：

1)Ge-Sn-Al合金錠的制備

依據(jù)目標(biāo)合金成分Ge_xSn_xAl_100-2x的原子比，式中10≤x≤15,以純度為99.99％的鍺塊、純度99.99％的錫塊、純度99.99％的鋁塊為原材料進(jìn)行備料，備料時(shí)原料備量分別乘以一修正系數(shù)，以削減合金熔煉時(shí)的燒損引起的成分偏差。根據(jù)發(fā)明人大量實(shí)驗(yàn)得到的燒損檢測(cè)結(jié)果，修正系數(shù)分別為鍺1.01、錫1.16、鋁1.05，將稱量好的原材料采用電弧熔煉法熔煉，材料裝爐后真空度抽至2.5×10^-3Pa，通入純度99.999％的氬氣至-0.05MPa，開始起弧熔煉，熔煉過程中一半質(zhì)量的鋁與全部質(zhì)量的鍺進(jìn)行單獨(dú)熔煉，另一半質(zhì)量的鋁與全部質(zhì)量的錫進(jìn)行單獨(dú)熔煉，熔煉過程均采用電磁攪拌方式促進(jìn)材料熔煉均勻，待兩組合金熔煉完畢后，再合并入一個(gè)坩堝完成最終的熔煉，熔煉過程中開啟電磁攪拌功能，反復(fù)熔煉2次以保證材料煉制均勻，材料隨水冷坩堝冷卻后，得到煉制好的Ge-Sn-Al合金錠；

2)Ge-Sn-Al前驅(qū)體合金條帶的制備

將上述制得的Ge-Sn-Al合金錠置于石英管中進(jìn)行感應(yīng)熔煉，石英管管口直徑0.86mm，腔室真空度6.5×10^-4Pa，銅輥轉(zhuǎn)速3450轉(zhuǎn)/分鐘，石英管管口距銅輥距離1.6mm，吹鑄壓力0.08MPa，將熔融的Ge-Sn-Al合金吹鑄成合金條帶，制得條帶的寬度為2.1mm，厚度為23μm，作為脫合金前驅(qū)體材料；

3)納米多孔雙骨架負(fù)極材料的制備

將上述制得的脫合金前驅(qū)體條帶置于濃度4.5wt％、溫度65℃的鹽酸溶液中，自由腐蝕12-16h，將反應(yīng)產(chǎn)物用濾紙分離，接著用去離子水清洗2次，除去樣品表面殘留的氯離子，用離心機(jī)將固液材料分離，然后將產(chǎn)物在真空干燥箱中于60℃烘干后，將真空度設(shè)置為-0.1MPa，溫度設(shè)置為25℃，最后將制得的納米多孔雙骨架負(fù)極材料于干燥箱中留存?zhèn)溆谩?/p>

一種所制備的鋰離子電池多孔負(fù)極材料的應(yīng)用，用于組裝半電池。

上述鋰離子電池多孔負(fù)極材料的制備方法，所用的原材料和設(shè)備均通過公知的途徑獲得，所用的操作工藝是本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員所能掌握的。

本發(fā)明的有益效果和突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)是：該鋰離子電池負(fù)極材料是一種雙骨架納米多孔材料，孔隙率高、孔間距小、縮短了鋰離子的擴(kuò)散距離，極大緩解了負(fù)極材料在循環(huán)過程中的體積膨脹問題，提高了電池的倍率性能和循環(huán)穩(wěn)定性；該負(fù)極材料在循環(huán)過程中對(duì)電池性能起到了協(xié)同貢獻(xiàn)作用，降低了單獨(dú)用鍺造成的高昂成本，同時(shí)電池在高容量區(qū)保持性能穩(wěn)定；本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單，在常溫下即可進(jìn)行，不需復(fù)雜設(shè)備，總體生產(chǎn)周期短、產(chǎn)量大。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的顯著進(jìn)步如下：

1)本發(fā)明無高溫環(huán)境操作，在常溫下即可進(jìn)行，能耗低；

2)本發(fā)明的造孔工藝簡(jiǎn)單，不需復(fù)雜設(shè)備，工藝總時(shí)長(zhǎng)較短，有利于降低生產(chǎn)成本、提高生產(chǎn)效率；

3)本發(fā)明多孔負(fù)極材料的產(chǎn)量高，有利于規(guī)?；a(chǎn)和應(yīng)用；

4)本發(fā)明多孔活性物質(zhì)的孔間距較小，最大孔間距小于150nm，從而大大縮短了鋰離子的擴(kuò)散距離，促進(jìn)了擴(kuò)散過程，提高了電池的循環(huán)穩(wěn)定性；

5)本發(fā)明所制備多孔鍺多孔錫的雙骨架負(fù)極材料，大大降低了僅使用鍺材料帶來的較高昂的成本支出，材料多周循環(huán)后，容量依然保持在高于1000mAh/g的水平，容量高，循環(huán)穩(wěn)定性好，多孔骨架對(duì)負(fù)極材料體積劇變的緩解作用明顯。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。

圖1為納米多孔雙骨架負(fù)極材料的脫合金制備過程示意圖。

圖2為實(shí)施例1制得的納米多孔雙骨架負(fù)極材料的透射電子顯微鏡元素分布照片。

圖3為實(shí)施例1所得負(fù)極材料封裝成鋰離子電池的充放電曲線。

圖4為實(shí)施例1所得負(fù)極材料封裝成鋰離子電池的循環(huán)性能和庫倫效率。

圖5為實(shí)施例1所得負(fù)極材料在不同充放電電流下的電池性能測(cè)試結(jié)果。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1：

一種鋰離子電池多孔負(fù)極材料的制備方法，步驟如下：

1)Ge-Sn-Al合金錠的制備

依據(jù)目標(biāo)合金成分Ge₁₅Sn₁₅Al₇₀(原子比)，以純度為99.99％的鍺塊、純度99.99％的錫塊、純度99.99％的鋁塊為原材料進(jìn)行備料。備料時(shí)原料備量分別乘以一修正系數(shù)，以削減合金熔煉時(shí)的燒損引起的成分偏差。根據(jù)發(fā)明人大量實(shí)驗(yàn)得到的燒損檢測(cè)結(jié)果，修正系數(shù)分別為鍺1.01，錫1.16，鋁1.05。將稱量好的原材料采用電弧熔煉法熔煉，材料裝爐后真空度抽至2.5×10^-3Pa，通入純度99.999％的氬氣至-0.05MPa，開始起弧熔煉，熔煉過程中一半質(zhì)量的鋁與全部質(zhì)量的鍺進(jìn)行單獨(dú)熔煉，另一半質(zhì)量的鋁與全部質(zhì)量的錫進(jìn)行單獨(dú)熔煉，熔煉過程均采用電磁攪拌方式促進(jìn)材料熔煉均勻。待兩組合金熔煉完畢后，再并入一個(gè)坩堝完成最終的熔煉，熔煉過程中開啟電磁攪拌功能，反復(fù)熔煉2次，保證材料煉制均勻。材料隨水冷坩堝冷卻后，得到煉制好的Ge-Sn-Al合金錠。

2)Ge-Sn-Al前驅(qū)體合金條帶的制備

將上述制得的合金錠置于石英管中進(jìn)行感應(yīng)熔煉。其中，石英管管口直徑0.86mm，腔室真空度6.5×10^-4Pa，銅輥轉(zhuǎn)速3450轉(zhuǎn)/分鐘，石英管管口距銅輥距離1.6mm，吹鑄壓力0.08MPa，將熔融的Ge-Sn-Al合金吹鑄成合金條帶，制得條帶的寬度約為2.1mm，厚度約為23μm，作為脫合金的前驅(qū)體材料。

3)納米多孔雙骨架負(fù)極材料的制備

將上述制得的脫合金前驅(qū)體條帶置于濃度4.5％、溫度65℃的鹽酸溶液中，自由腐蝕16h，將反應(yīng)產(chǎn)物用濾紙分離，接著用去離子水清洗2次，除去樣品表面殘留的氯離子，用離心機(jī)將固液材料分離，然后將產(chǎn)物在真空干燥箱中于60℃烘干后，將真空度設(shè)置為-0.1MPa，溫度設(shè)置為25℃，最后將制得的納米多孔雙骨架負(fù)極材料于干燥箱中留存?zhèn)溆?。其脫合金過程如圖1所示。圖2所示為納米多孔雙骨架負(fù)極材料的透射電子顯微鏡元素分布照片，由圖可見，灰色的鍺和淺亮色的錫共同編織成了納米多孔雙骨架負(fù)極材料。材料韌帶尺寸小于90nm，最大孔間距小于150nm。材料在真空干燥箱中于60℃烘干后，將真空度設(shè)置為-0.1MPa，溫度設(shè)置為25℃，置于干燥箱中備用。

用本實(shí)施例制得的納米多孔雙骨架負(fù)極材料組裝半電池并進(jìn)行性能測(cè)試，方法是：

1)半電池組裝：以質(zhì)量比為7:2:1分別稱量所制備的納米多孔雙骨架負(fù)極材料、導(dǎo)電炭黑和粘結(jié)劑羧甲基纖維素鈉，充分研磨后滴入超純水制成糊狀，均勻涂于銅箔上，干燥后作為負(fù)極。采用六氟磷酸鋰作為電解液，金屬鋰片作為對(duì)電極，多孔聚丙烯(Celgard)作隔膜，進(jìn)行電池封裝。

2)電池性能測(cè)試：將1)組裝的電池進(jìn)行性能測(cè)試。圖3為本實(shí)施例制得電池的充放電測(cè)試曲線，由圖可見，電池首圈放電、充電電容量分別為2009.1mAh/g和1578mAh/g，首圈庫倫效率為78.5％。循環(huán)10周后，充放電容量依然維持在1500mAh/g左右。圖4為電池循環(huán)性能和庫倫效率測(cè)試結(jié)果，由圖可見，電池展示了良好的容量表現(xiàn)，循環(huán)100周后，可逆容量依然高于1000mAh/g，庫倫效率保持在95％以上。圖5為在不同充放電電流下的電池性能測(cè)試結(jié)果，當(dāng)電流增大到1000mA/g時(shí)，容量依然能夠達(dá)到800mAh/g左右，電流重新回到50mA/g時(shí)，容量恢復(fù)到1300mAh/g左右，展現(xiàn)出良好的倍率性能。

實(shí)施例2：

一種鋰離子電池多孔負(fù)極材料的制備方法，步驟如下：

1)Ge-Sn-Al合金錠的制備

依據(jù)目標(biāo)合金成分Ge₁₀Sn₁₀Al₈₀(原子比)，以純度(質(zhì)量比，以下如無特殊說明均為質(zhì)量比)99.99％的鍺塊、純度99.99％的錫塊、純度99.99％的鋁塊為原材料進(jìn)行備料。備料時(shí)原料備量分別乘以一修正系數(shù)，以削減合金熔煉時(shí)的燒損引起的成分偏差。根據(jù)發(fā)明人大量實(shí)驗(yàn)得到的燒損檢測(cè)結(jié)果，修正系數(shù)分別為鍺1.01，錫1.16，鋁1.05。將稱量好的原材料采用電弧熔煉法熔煉，材料裝爐后真空度抽至2.5×10^-3Pa，通入純度99.999％的氬氣至-0.05MPa，開始起弧熔煉，熔煉過程中一半質(zhì)量的鋁與全部質(zhì)量的鍺進(jìn)行單獨(dú)熔煉，另一半質(zhì)量的鋁與全部質(zhì)量的錫進(jìn)行單獨(dú)熔煉，熔煉過程均采用電磁攪拌方式促進(jìn)材料熔煉均勻。待兩組合金熔煉完畢后，再并入一個(gè)坩堝完成最終的熔煉，熔煉過程中開啟電磁攪拌功能，反復(fù)熔煉2次，保證材料煉制均勻。材料隨水冷坩堝冷卻后，得到煉制好的Ge-Sn-Al合金錠。

2)Ge-Sn-Al前驅(qū)體合金條帶的制備

將上述制得的合金錠置于石英管中進(jìn)行感應(yīng)熔煉。其中，石英管管口直徑0.86mm，腔室真空度6.5×10^-4Pa，銅輥轉(zhuǎn)速3450轉(zhuǎn)/分鐘，石英管管口距銅輥距離1.6mm，吹鑄壓力0.08MPa，將熔融的Ge-Sn-Al合金吹鑄成Ge₁₀Sn₁₀Al₈₀(原子比)合金條帶，制得條帶的寬度約為2.1mm，厚度約為23μm，作為脫合金的前驅(qū)體材料。

3)納米多孔雙骨架負(fù)極材料的制備

將上述制得的脫合金前驅(qū)體條帶置于濃度4.5％、溫度65℃的鹽酸溶液中，自由腐蝕12h，將反應(yīng)產(chǎn)物用濾紙分離，接著用去離子水清洗2次，除去樣品表面殘留的氯離子，用離心機(jī)將固液材料分離，然后將產(chǎn)物在真空干燥箱中于60℃烘干后，將真空度設(shè)置為-0.1MPa，溫度設(shè)置為25℃，最后將制得的納米多孔雙骨架負(fù)極材料于干燥箱中留存?zhèn)溆?。該多孔材料韌帶尺寸小于80nm，最大孔間距小于200nm。材料在真空干燥箱中于60℃烘干后，將真空度設(shè)置為-0.1MPa，溫度設(shè)置為25℃，置于干燥箱中備用。

用本實(shí)施例制得的納米多孔雙骨架負(fù)極材料組裝半電池并進(jìn)行性能測(cè)試的方法是：

1)半電池組裝：以質(zhì)量比為7:2:1分別稱量所制備的納米多孔雙骨架負(fù)極材料、導(dǎo)電炭黑和粘結(jié)劑羧甲基纖維素鈉，充分研磨后滴入超純水制成糊狀，均勻涂于銅箔上，干燥后作為負(fù)極。采用六氟磷酸鋰作為電解液，金屬鋰片作為對(duì)電極，多孔聚丙烯(Celgard)作隔膜，進(jìn)行電池封裝。

2)電池性能測(cè)試：將1)組裝的電池進(jìn)行性能測(cè)試。電池展現(xiàn)出良好的電容量，首圈放電、充電電容量分別為2005.3mAh/g和1588mAh/g，首圈庫倫效率為79.2％。循環(huán)10周后，充放電容量依然維持在1500mAh/g左右。循環(huán)100周后，可逆容量依然高于1000mAh/g，庫倫效率保持在97％以上。

實(shí)施例3：

一種鋰離子電池多孔負(fù)極材料的制備方法，步驟如下：

1)Ge-Sn-Al合金錠的制備

依據(jù)目標(biāo)合金成分Ge_12.5Sn_12.5Al₇₅(原子比)，以純度(質(zhì)量比，以下如無特殊說明均為質(zhì)量比)99.99％的鍺塊、純度99.99％的錫塊、純度99.99％的鋁塊為原材料進(jìn)行備料。備料時(shí)原料備量分別乘以一修正系數(shù)，以削減合金熔煉時(shí)的燒損引起的成分偏差。根據(jù)發(fā)明人大量實(shí)驗(yàn)得到的燒損檢測(cè)結(jié)果，修正系數(shù)分別為鍺1.01，錫1.16，鋁1.05。將稱量好的原材料采用電弧熔煉法熔煉，材料裝爐后真空度抽至2.5×10^-3Pa，通入純度99.999％的氬氣至-0.05MPa，開始起弧熔煉，熔煉過程中一半質(zhì)量的鋁與全部質(zhì)量的鍺進(jìn)行單獨(dú)熔煉，另一半質(zhì)量的鋁與全部質(zhì)量的錫進(jìn)行單獨(dú)熔煉，熔煉過程均采用電磁攪拌方式促進(jìn)材料熔煉均勻。待兩組合金熔煉完畢后，再并入一個(gè)坩堝完成最終的熔煉，熔煉過程中開啟電磁攪拌功能，反復(fù)熔煉2次，保證材料煉制均勻。材料隨水冷坩堝冷卻后，得到煉制好的Ge-Sn-Al合金錠。

2)Ge-Sn-Al前驅(qū)體合金條帶的制備

將上述制得的合金錠置于石英管中進(jìn)行感應(yīng)熔煉。其中，石英管管口直徑0.86mm，腔室真空度6.5×10^-4Pa，銅輥轉(zhuǎn)速3450轉(zhuǎn)/分鐘，石英管管口距銅輥距離1.6mm，吹鑄壓力0.08MPa，將熔融的Ge-Sn-Al合金吹鑄成Ge₁₀Sn₁₀Al₈₀(原子比)合金條帶，制得條帶的寬度約為2.1mm，厚度約為23μm，作為脫合金的前驅(qū)體材料。

3)納米多孔雙骨架負(fù)極材料的制備

將上述制得的脫合金前驅(qū)體條帶置于濃度4.5％、溫度65℃的鹽酸溶液中，自由腐蝕14h，將反應(yīng)產(chǎn)物用濾紙分離，接著用去離子水清洗2次，除去樣品表面殘留的氯離子，用離心機(jī)將固液材料分離，然后將產(chǎn)物在真空干燥箱中于60℃烘干后，將真空度設(shè)置為-0.1MPa，溫度設(shè)置為25℃，最后將制得的納米多孔雙骨架負(fù)極材料于干燥箱中留存?zhèn)溆?。該多孔材料韌帶尺寸小于90nm，最大孔間距小于200nm。材料在真空干燥箱中于60℃烘干后，將真空度設(shè)置為-0.1MPa，溫度設(shè)置為25℃，置于干燥箱中備用。

用本實(shí)施例制得的納米多孔雙骨架負(fù)極材料組裝半電池并進(jìn)行性能測(cè)試的方法是：

1)半電池組裝：以質(zhì)量比為7:2:1分別稱量所制備的納米多孔雙骨架負(fù)極材料、導(dǎo)電炭黑和粘結(jié)劑羧甲基纖維素鈉，充分研磨后滴入超純水制成糊狀，均勻涂于銅箔上，干燥后作為負(fù)極。采用六氟磷酸鋰作為電解液，金屬鋰片作為對(duì)電極，多孔聚丙烯(Celgard)作隔膜，進(jìn)行電池封裝。

2)電池性能測(cè)試：將1)組裝的電池進(jìn)行性能測(cè)試。電池展現(xiàn)出良好的電容量，首圈放電、充電電容量分別為2004.9mAh/g和1586.5mAh/g，首圈庫倫效率為79.1％。循環(huán)10周后，充放電容量依然維持在1500mAh/g左右。循環(huán)100周后，可逆容量依然高于1000mAh/g，庫倫效率保持在96％以上。

對(duì)比例1：

將Ge₂₀Sn₁₀Al₇₀(原子比)合金制備成條帶，其它條件同實(shí)施例1，結(jié)果顯示：過少的錫元素使脫合金處理后，得到多孔鍺和少量錫組成的混合多孔材料，未得到納米多孔雙骨架負(fù)極材料。且過多的鍺加劇了材料的體積膨脹/收縮問題，使電池循環(huán)穩(wěn)定性降低。因此該材料不適宜作為高性能鋰離子電池負(fù)極材料。

對(duì)比例2：

將Ge₁₀Sn₂₀Al₇₀(原子比)合金制備成條帶，其它條件同實(shí)施例1，結(jié)果顯示：過少的鍺元素使脫合金處理后，得到多孔錫和少量鍺組成的混合多孔材料，未得到納米多孔雙骨架負(fù)極材料。且過多的錫和少量的鍺使電池容量降低。因此該材料不適宜作為高性能鋰離子電池負(fù)極材料。

對(duì)比例3：

將Ge₂₀Sn₂₀Al₆₀(原子比)合金制備成條帶，其它條件同實(shí)施例1，結(jié)果顯示過多的鍺和錫元素使脫合金反應(yīng)難以進(jìn)行，無法得到高孔隙率的多孔材料，更無法得到納米多孔雙骨架負(fù)極材料。因此該材料不適宜作為高性能鋰離子電池負(fù)極材料。

對(duì)比例4：

將Ge₅Sn₅Al₉₀(原子比)合金制備成條帶，其它條件同實(shí)施例1，結(jié)果顯示過少的鍺和錫元素，使脫合金產(chǎn)物無法形成連續(xù)的韌帶結(jié)構(gòu)，而是形成顆粒，降低了材料的電荷轉(zhuǎn)移能力，即無法得到納米多孔雙骨架負(fù)極材料。因此該材料不適宜作為高性能鋰離子電池負(fù)極材料。

以上實(shí)施例和對(duì)比例說明一種鋰離子電池多孔負(fù)極材料的制備方法是通過不斷的嘗試合金的不同配比，嚴(yán)格控制合金制備條件和脫合金工藝，經(jīng)多次實(shí)踐，最終開發(fā)出的一種具有雙骨架結(jié)構(gòu)的納米多孔負(fù)極材料。

上述實(shí)施例中所用的原材料和設(shè)備均通過公知的途徑獲得，所用的操作工藝是本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員所能掌握的。