[发明专利]一种具有正温度系数效应的金属锂负极材料

说明书

本发明公开了一种具有正温度系数效应的金属锂负极材料，通过以下步骤制备而得：（1）在氩气保护下将金属锂裁切片后与含有0.1‑0.3%偶联剂的烃油混合后，搅拌条件下加热熔融金属锂得熔融液；（2）将熔融液降温至70‑80℃，加入包覆液，搅拌的同时施加脉冲磁场，维持20‑30min得分散体系；（3）分散体系在氩气保护下过滤，过滤物用有机溶剂洗涤以除去烃油介质，70‑80℃下真空干燥得成品。本发明能长期储存，不受环境影响，稳定性好，导电性能未降低，具有正温度系数效应，当温度升高到包覆材料的转变温度时，包覆材料的阻抗急剧增大，能切断电子、离子传输，起到超温保护作用。

技术领域

本发明涉及一种锂电池负极材料，特别涉及一种具有正温度系数效应的金属锂负极材料。

背景技术

金属锂在现代工业和科学技术中具有非常重要的地位，广泛应用于电子、化工、医药、玻璃、橡胶、陶瓷、核工业、航空航天、金属冶炼、机械制造等领域。金属锂电池直接利用金属锂，其能源储备量达到传统锂离子电池的两倍以上，而在放电容量方面，甚至达到传统产品10倍左右，有望取代锂离子电池。在高能电池和蓄电池的开发上，作为阴极的主要材料，锂被广泛应用于移动电话的可充电电池板，仅此一项日本每年的需求量就在7亿左右。LI-SI合金、LI-AL合金等两项导弹发射动力电源负极材料，帮助我国的新型导弹飞上了蓝天。

金属锂具有很高的活性，在空气中容易自燃，极易与水反应，这些性质限制了它在很多方面的应用。因此，想要在常规环境下使用锂，就必须通过一定手段得到稳定化的金属锂。

美国专利号 5,567,474、5,776,369 和 5,976,403 的专利中所述，通过干燥的CO₂处理金属锂，在其表面得到一层Li₂CO₃钝化膜。经 CO2 钝化的金属锂粉末仅能在低湿度的环境下使用，而且储存时间不长。中国专利号CN 103447541 A提出用含磷化合物处理熔融金属锂的方法，得到一层连续的磷酸锂保护层。另一种选择是用保护层涂覆锂粉末。例如，美国专利号6,911,280B1提出了用碱金属或碱土金属碳酸盐包覆。美国专利号4,503,088提出在锂负极上包覆环氧树脂作为钝化层。现有技术的外层包覆物都是无机化合物或者有机物，包覆物不导电，降低了金属锂的导电性，包覆物导电，但并不具超温保护作用，安全性能不佳。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有正温度系数效应的金属锂负极材料，能长期储存，不受环境影响，稳定性好，导电性能未降低，具有正温度系数效应，当温度升高到包覆材料的转变温度时，包覆材料的阻抗急剧增大，能切断电子、离子传输，起到超温保护作用。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种具有正温度系数效应的金属锂负极材料，通过以下步骤制备而得：

（1）在氩气保护下将金属锂裁切片后与含有0.1-0.3%偶联剂的烃油混合后，搅拌条件下加热熔融金属锂得熔融液，金属锂：烃油重量比为1:1.5-1:2；

（2）将熔融液降温至70-80℃，加入包覆液，搅拌的同时施加脉冲磁场，维持20-30min得分散体系；

（3）分散体系在氩气保护下过滤，过滤物用有机溶剂洗涤以除去烃油介质，70-80℃下真空干燥得成品。