[发明专利]一种形状记忆合金复合材料制成的锂离子电池及制备方法

权利要求书

1.一种锂离子电池，其阳极为形状记忆合金复合材料M/TiNi，阴极为金属锂或钴酸锂，电解质为用于锂离子电池的液态电解质或固态电解质。

2.根据权利要求1所述的锂离子电池，其中，所述M/TiNi为Ti₃Sn/TiNi、Ti₂Sn/TiNi、Ti₅Sn₃/TiNi、Ti₆Sn₅/TiNi和Ti₅Si₃/TiNi中的一种或几种。

3.根据权利要求2所述的锂离子电池，其中，所述Ti₃Sn/TiNi的原子比Ti∶Sn∶Ni为4∶1∶1，所述Ti₂Sn/TiNi的原子比Ti∶Sn∶Ni为3∶1∶1，所述Ti₅Sn₃/TiNi的原子比Ti∶Sn∶Ni为6∶3∶1，所述Ti₆Sn₅/TiNi的原子比Ti∶Sn∶Ni为7∶5∶1，所述Ti₃Sn₄/TiNi的原子比Ti∶Sn∶Ni为4∶4∶1，所述Ti₅Si₃/TiNi的原子比Ti∶Si∶Ni为6∶3∶1。

4.根据权利要求1-3任一项所述的锂离子电池，其中，所述形状记忆合金复合材料M/TiNi是通过以下步骤制备的：

按照形状记忆合金复合材料M/TiNi的成分配比选取纯度在99.9wt.％以上的单质钛、纯度在99.9wt.％以上的单质镍、纯度在99.9wt.％以上的单质锡或者纯度在99.9wt.％以上的单质钛、纯度在99.9wt.％以上的单质镍、纯度在99.9wt.％以上的单质硅，放入真空度高于10^-1Pa的真空环境或惰性气体保护的熔炼炉中，熔炼成形状记忆合金复合材料M/TiNi。

5.根据权利要求1所述的锂离子电池，其中，所述液态电解质为LiPF₆，所述固态电解质为LiAlSiO₄。

6.权利要求1-5任一项所述的锂离子电池的制备方法，其包括以下步骤：

按照形状记忆合金复合材料M/TiNi的原子比选取纯度在99.9wt.％以上的单质钛、纯度在99.9wt.％以上的单质镍、纯度在99.9wt.％以上的单质锡或者纯度在99.9wt.％以上的单质钛、纯度在99.9wt.％以上的单质镍、纯度在99.9wt.％以上的单质硅，放入真空度高于10^-1Pa的真空环境或惰性气体保护的熔炼炉中，熔炼成形状记忆合金复合材料M/TiNi；

将所述形状记忆合金复合材料M/TiNi加工成直径5-12mm、厚度0.5-2mm的薄片，制成锂离子电池的阳极；

将所述阳极与阴极、液态电解质或固态电解质、外壳、隔离膜封装，得到所述锂离子电池。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其包括以下步骤：

按所述形状记忆合金复合材料M/TiNi的原子比选取纯度在99.9wt.％以上的单质钛、纯度在99.9wt.％以上的单质镍、纯度在99.9wt.％以上的单质锡或者纯度在99.9wt.％以上的单质钛、纯度在99.9wt.％以上的单质镍、纯度在99.9wt.％以上的单质硅，放入真空度高于10^-1Pa或惰性气体保护的熔炼炉中，熔炼成所述形状记忆合金复合材料M/TiNi；

将熔炼得到的所述形状记忆合金复合材料M/TiNi浇铸成铸锭；

在真空度高于10^-1Pa的真空中或惰性气体保护中对铸锭进行均匀化退火处理；

将退火后的铸锭进行冷轧和再结晶退火，得到板材；

将板材进一步线切割和机械抛光加工成直径5-12mm、厚度0.5-2mm的薄片，制成锂离子电池的阳极；

将所述阳极与阴极、液态电解质或固态电解质、外壳、隔离膜封装，得到所述锂离子电池。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其中，所述均匀化退火的温度为800-1050℃，时间为5-60h。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其中，所述均匀化退火的温度为950℃，时间为10h。