[发明专利]一种锂金属合金负极材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种用于锂离子电池的锂金属合金负极材料，所述负极材料由作为骨架的锂合金以及填充在所述骨架中的金属锂组成，其中，所述锂合金中的锂与金属锂的摩尔比为1:1～5，其中，所述锂合金为LiZn、Li₉Al₄、Li₂₂Si₅和Li₁₇Sn₄中的一种或多种，

所述锂金属合金负极材料的制备方法包括以下步骤：

(1)将金属锂和与锂合金化的元素单质混合，置于惰性气氛下的导热容器中；

(2)加热容器至金属锂融化，搅拌混合物至混合均匀，然后以大于20℃/s的速度冷却。

2.根据权利要求1所述的负极材料，其中，所述锂合金为LiZn、Li₂₂Si₅和Li₁₇Sn₄中的一种或多种。

3.根据权利要求1或2所述锂金属合金负极材料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

(1)将金属锂和与锂合金化的元素单质混合，置于惰性气氛下的导热容器中；

(2)加热容器至金属锂融化，搅拌混合物至混合均匀，然后以大于20℃/s的速度冷却。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其中，步骤(1)中金属锂和与锂合金化的元素单质的原子比为10～20:1。

5.根据权利要求3所述的制备方法，其中，步骤(2)中加热的温度为180～260℃，步骤(2)中搅拌的时间为20～60分钟。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其中，步骤(2)中加热的温度为200～260℃，搅拌的时间为30～40分钟。

7.一种锂离子电池负极，所述负极包括负极集流体和负载在该负极集流体上的负极材料，其中，所述负极材料为权利要求1或2所述的锂金属合金负极材料或者按照权利要求3至6中任一项所述方法制得的锂金属合金负极材料。

8.一种锂离子电池负极的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

(1)将金属锂和与锂合金化的元素单质混合，置于惰性气氛下的导热容器中；

(2)加热容器至金属锂融化，搅拌混合物至混合均匀；

(3)将步骤(2)制得的液态混合物均匀涂布至集流体表面，然后以大于20℃/s的速度冷却，

其中，金属锂和与锂合金化的元素单质形成的锂合金为LiZn、Li₉Al₄、Li₂₂Si₅和Li₁₇Sn₄中的一种或多种，合金化的锂与未合金化的金属锂的摩尔比为1:1～5。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其中，步骤(3)中冷却的速度大于50℃/s。

10.一种锂离子电池，该电池包括电池壳体、电极组和电解液，所述电极组和电解液密封在电池壳体内，所述电极组包括正极、隔膜和负极，其中所述负极为权利要求7所述的负极或者按照权利要求8或9所述方法制得的负极。