[发明专利]惰性锂粉及其制备方法、锂离子电池电极材料和锂离子电池

权利要求书

1.一种惰性锂粉，其特征在于，包括含锂物质以及依次层叠设置在所述含锂物质表面的金属层和硬质层，所述金属层设置在所述含锂物质与所述硬质层之间；

所述含锂物质为含有锂单质和/或锂合金的物质；

所述金属层主要成分为金属Ⅰ与所述含锂物质中的锂形成的合金，所述金属Ⅰ与所述含锂物质中的锂形成的合金的熔点低于所述含锂物质的熔点。

2.根据权利要求1所述的惰性锂粉，其特征在于，用于形成所述含锂物质的原料包括锂金属、锂锡合金、锂镁合金、锂铝合金、锂硅合金、锂银合金、锂铋合金、锂锰合金、锂镉合金或锂锌合金中的至少一种；

优选地，所述含锂物质中的锂含量不低于40wt.％；

优选地，所述金属层中的金属Ⅰ包括铟或主要由锂、铟、锡、镓、镉、铋、铅、锌组成的二元合金、三元合金或多元合金中的至少一种，进一步优选包括铟、锂铟合金、锂镓合金、锂铟锡合金、锂镓锡合金、镓铟合金、镓铟锡合金、铟锡合金、镉锡合金、铋锡合金、铋铅锡合金、铋锡锌合金、铋锡镉合金或铋锡镉铟合金中的至少一种；

优选地，所述金属Ⅰ与含锂物质中的锂形成的合金的熔点低于所述含锂物质的熔点至少20℃；

优选地，所述金属层中的锂元素含量沿远离所述含锂物质方向梯度减小；

优选地，所述硬质层的成分包括金属Ⅱ的氧化物、氯化物、氟化物、溴化物或碘化物中的至少一种，所述金属Ⅱ包括铟、镓、锡、镉、铋、铅或锌中的至少一种。

3.根据权利要求1或2所述的惰性锂粉，其特征在于，所述含锂物质的形状为球状或类球状，所述含锂物质的粒度D50为10-50μm；

优选地，所述金属层的厚度为0.5-5μm；

优选地，所述硬质层的厚度为0.1-0.5μm；

优选地，所述惰性锂粉的锂含量为40-90wt.％；

优选地，所述惰性锂粉在露点-40℃环境下变质比例为0.1-0.3wt.％/h。

4.权利要求1-3任一项所述的惰性锂粉的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

在所述含锂物质表面依次层叠形成金属层和硬质层，得到惰性锂粉。

5.根据权利要求4所述的惰性锂粉的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(a)将用于形成含锂物质的原料与耐热惰性液体混合，然后搅拌并加热至第一温度，以使用于形成含锂物质的原料熔化形成液态含锂物质，得到含锂物质与耐热惰性液体形成的混合物A；

(b)将混合物A降温至第二温度使液态含锂物质转化为固态含锂物质，然后与用于形成金属层的金属Ⅰ混合并搅拌，以使所述金属Ⅰ熔化并包覆在固态含锂物质表面形成液态金属层，再降温以使液态金属层固化，然后将耐热惰性液体脱除，将得到的产物洗涤、干燥，得到包覆有金属层的含锂物质；

(c)使包覆有金属层的含锂物质的表面形成硬质层，得到惰性锂粉。

6.根据权利要求5所述的惰性锂粉的制备方法，其特征在于，步骤(a)中，所述耐热惰性液体包括聚甲基硅氧烷、聚二甲基硅氧烷、聚四甲基硅氧烷或石蜡中的至少一种；

优选地，步骤(a)中，用于形成所述含锂物质的原料与耐热惰性液体的质量比为1：(50-500)；

优选地，步骤(a)中，所述第一温度为200-400℃，在第一温度下保温时间为30-180min；

优选地，步骤(a)中，搅拌时的线速度为40-95m/s。