【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池多元合金负极材料及其制备方法
[0001]本专利技术涉及锂离子电池
,特别涉及一种锂离子电池多元合金负极材料及其制备方法。
技术介绍
[0002]锂离子电池以其环境友好,能量转换率高,可快速充放电等优点在现有化学电源中脱颖而出,被认为是电动汽车的首选电源。然而,受限于传统石墨负极的低放电容量(372mAh/g),当前锂离子动力电池在能量密度、功率密度上与内燃机相比还相差甚远,不能满足电动汽车续航里程的需求。作为核心组成部分之一,负极材料是提高锂离子电池能量密度并决定电池性能优劣的关键因素,因此,开发大容量、高性能的负极材料是目前学术界和工业界面临的首要任务和共同目标。
[0003]相比石墨而言,P元素可以与金属Li进行多电子反应生成Li3P,从而贡献出高达2596mAh/g的理论容量,是石墨的7倍之多,加上P元素的储锂丰富,廉价环保的特点,有望成为大容量负极材料的候选者。然而,自然界中红磷的导电性极差(<1
×
10
‑
14
S/cm),电化学储锂活性低,用作负极材料时可逆容量不到130mAh/g,首次库伦效率仅为5%。因此,如何提高红磷的导电性和反应活性成为研究者们面临的共同难题。为此,有人提出将本身具有储锂活性的Ge元素引入到P中,开发出一类新型双活性组分的P
‑
Ge化合物,合成出来的GeP
x
具有优异的电子导电率(~2.4
×
106S/m),可以跟石墨相媲美,比其半导体Ge单 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池多元合金负极材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)将锌粉、锗粉和红磷按照摩尔比x:y:z进行混合,y=z
‑
x,加入不锈钢球磨罐中,将不锈钢罐子放入充满惰性气氛的手套箱中,在手套箱内对不锈钢罐子进行封装盖紧;(2)将不锈钢罐子取出手套箱,安装到球磨机上进行固定和拧紧,球磨机的转速为380
‑
450rpm/min,单次球磨时间0.9
‑
1.1小时,间隔10
‑
20分钟,重复次数11
‑
13次,总球磨时间为12
‑
13小时,即可获得由Zn、Ge和P元素形成的三元Zn
x
Ge
y
P
z
化合物。2.根据权利要求1所述的一种锂离子电池多元合金负极材料的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,z为1
‑
7,x为0.5
‑
1,y=z
‑
x。3.根据权利要求1所述的一种锂离子电池多元合金负极材料的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,所述球磨机的转速为400rpm/min,单次球磨时间1小时,间隔15分钟,重复次数12次,总球磨时间12小时。4.根据权利要求1所述的一种锂离子电池多元合金负极材料的制备方法,其特征在于,所述Zn
x
Ge
y
P
z
化合物为ZnGeP2、ZnGe3P4、ZnGe6P7、ZnGe2P3、ZnGe4P5、ZnGe5P6、Zn
0.143
Ge
0.857
P、Zn
0.167
Ge
0.833
P、Zn
0.2
Ge
0.8
P、Zn
0.25
Ge
0.75
P、Zn
0.333
Ge
0.667
P、Zn
0.5
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