一种锂电负极材料Li-Al-Mg三元合金及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种锂电负极材料Li

【技术实现步骤摘要】
一种锂电负极材料Li
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Al
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Mg三元合金及其制备方法


[0001]本专利技术涉及金属锂电负极材料
，尤其涉及一种锂电负极材料Li
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Al
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Mg三元合金及其制备方法。

技术介绍

[0002]目前，由于大量传统燃料（化石燃料及其衍生物）的燃烧和利用所产生的尾气，造成二氧化碳在大气中的不断积累，导致温室效应，引起全球气候变暖，对人类的生存环境以及地球生态带来毁灭性的打击。因此，探索能够代替传统燃料的能源已是迫在眉睫，随着新能源的快速发展，特别是锂电能源已成为现阶段研究的热点，动力储能锂电池，消费类锂离子电池，以及其他方面所使用的锂电池的发现并已大量使用，一种高能量密度材料也随之被发现，它就是目前应用极为广泛的金属锂，但是将其作为负极材料使用时，高的锂含量会出现锂枝晶的现象，因此，如何去抑制锂枝晶的生长，研究人员发现在其中加入其他金属可印制，故锂铝合金随之而诞生，但是，同时又出现另一问题，当铝含量达到一定比例（比如：质量比为0.5%）时，会出现铝针（部分铝在锂中分布不均造成的现象）现象，该现象的出现，会影响电池的性能，并且增加了危险系数，如何减小或者避免此问题是我们目前较为关注的重点难点问题，故三元合金随之而被发现。
[0003]目前，在消费类电池中应用较为广泛的锂电负极材料为锂铝二元合金材料，该材料的优点是在印制锂枝晶生长的同时提高了一定的能量密度，绿色环保，但是也有一定的缺陷，通过表征发现，微观结构上具有铝针现象，该现象的存在一定程度上会增长并且刺穿电池隔膜，影响电池寿命，甚至作为一种不安全因素会引发安全事件。

技术实现思路

[0004]基于此，本专利技术提出了一种锂电负极材料Li
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Al
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Mg三元合金及其制备方法。
[0005]第一方面，本专利技术提供一种锂电负极材料Li
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Al
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Mg三元合金及其制备方法，包括如下步骤：步骤S1，原料准备，按质量百分比计三元锂铝镁合金的组分包括镁、铝和锂（确定锂镁比例，差减法得到锂比例）以纯锂锭、镁粒、铝粒，锂镁和锂铝中间合金为原料，按组分的质量百分比计算配料；步骤S2，先将纯锂锭熔化得到锂熔体，再将镁粒或锂镁中间合金加入到锂熔体中并使镁粒或锂镁中间合金熔化得到锂镁合金熔体，接着将铝粒或锂铝中间合金加入到锂镁熔体中并使铝粒或锂铝中间合金熔化得到锂铝镁合金熔体，浇铸
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冷却
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脱模得到锂铝镁合金锭；步骤S3，将锂铝镁合金锭在温度为20℃左右的条件下冷却处理，将其包装，待检；步骤S4，检测合格后，转运至挤压工序，将锂铝镁合金锭在常温的条件下进行挤压得到锂铝镁合金带材。
[0006]进一步的，所述步骤S1中三元锂铝镁合金的组分包括1~5%的镁和0.1~0.5%的铝，
94.5~98.9%的锂（确定锂镁比例，差减法得到锂比例）。
[0007]进一步的，所述步骤S2中三种金属固体或中间体熔化为三元混合熔体过程中，坩埚温度设定为320℃。
[0008]进一步的，所述步骤S2中金属固体熔化为混合熔体过程中，通过机械搅拌，所述机械搅拌转速设定为1000r/min。
[0009]进一步的，所述步骤S3中温度为20℃左右的条件下冷却处理，其冷却时间设定为30min。
[0010]进一步的，所述步骤S4中挤压得到锂铝镁合金带材，其应用于锂电池负极材料。
[0011]第二方面，本专利技术还提供一种由上述制备方法制得的三元锂铝镁合金。
[0012]与现有技术相比，本专利技术的优势如下：本专利技术的锂电负极材料Li
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Al
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Mg三元合金及其制备方法，进一步丰富了锂电负极材料的种类，增加了客户对锂电负极材料的选择多样性，所涉及的制备锂铝镁三元合金的材料（锂、铝、镁）为常见材料，易于获取；所涉及的制备锂铝镁三元合金的方法工艺简单，容易操作和调控，适合大规模工业化生产。作为锂电负极材料使得锂电池具有电压高、能量密度大、重量轻、环境友好，可制备该带材产品。
附图说明
[0013]图1是本专利技术所述的锂铝镁三元合金相图；图2是本专利技术所述的锂
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0.5%铝（质量比）合金铝针SEM图。
[0014]具体实施方法下面将结合本专利技术实例中的附图，对本专利技术实例中的技术方案进行清楚，完整的描述，所描述的实例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0015]请参阅图1
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图2，本专利技术提供一种锂电负极材料Li
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Mg三元合金及其制备方法，包括如下步骤：步骤S1，原料准备，按质量百分比计三元锂铝镁合金的组分包括镁、铝和锂（确定锂镁比例，差减法得到锂比例）以纯锂锭、镁粒、铝粒，锂镁和锂铝中间合金为原料，按组分的质量百分比计算配料；步骤S2，先将纯锂锭熔化得到锂熔体，再将镁粒或锂镁中间合金加入到锂熔体中并使镁粒或锂镁中间合金熔化得到锂镁合金熔体，接着将铝粒或锂铝中间合金加入到锂镁熔体中并使铝粒或锂铝中间合金熔化得到锂铝镁合金熔体，浇铸
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冷却
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脱模得到锂铝镁合金锭；步骤S3，将锂铝镁合金锭在温度为20℃左右的条件下冷却处理，将其包装，待检；步骤S4，检测合格后，转运至挤压工序，将锂铝镁合金锭在常温的条件下进行挤压得到锂铝镁合金带材。
[0016]进一步的，所述步骤S1中三元锂铝镁合金的组分包括1~5%的镁和0.1~0.5%的铝，94.5~98.9%的锂（确定锂镁比例，差减法得到锂比例）。
[0017]进一步的，所述步骤S2中三种金属固体或中间体熔化为三元混合熔体过程中，坩
埚温度设定为320℃。
[0018]进一步的，所述步骤S2中金属固体熔化为混合熔体过程中，通过机械搅拌，所述机械搅拌转速设定为1000r/min。
[0019]进一步的，所述步骤S3中温度为20℃左右的条件下冷却处理，其冷却时间设定为30min。
[0020]进一步的，所述步骤S4中挤压得到锂铝镁合金带材，其应用于锂电池负极材料。
[0021]第二方面，本专利技术还提供一种由上述制备方法制得的三元锂铝镁合金。
[0022]与现有技术相比，本专利技术的优势如下：本专利技术的锂电负极材料Li
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Mg三元合金及其制备方法，进一步丰富了锂电负极材料的种类，增加了客户对锂电负极材料的选择多样性，所涉及的制备锂铝镁三元合金的材料（锂、铝、镁）为常见材料，易于获取；所涉及的制备锂铝镁三元合金的方法工艺简单，容易操作和调控，适合大规模工业化生产。作为锂电负极材料使得锂电池具有电压高、能量密度大、重量轻、环境友好，可制备该带材产品。
[0023]实施例1一种本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锂电负极材料Li
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Al
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Mg三元合金及其制备方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤S1，原料准备，按质量百分比计三元锂铝镁合金的组分包括镁、铝和锂以纯锂锭、镁粒、铝粒，锂镁和锂铝中间合金为原料，按组分的质量百分比计算配料；步骤S2，先将纯锂锭熔化得到锂熔体，再将镁粒或锂镁中间合金加入到锂熔体中并使镁粒或锂镁中间合金熔化得到锂镁合金熔体，接着将铝粒或锂铝中间合金加入到锂镁熔体中并使铝粒或锂铝中间合金熔化得到锂铝镁合金熔体，浇铸
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冷却
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脱模得到锂铝镁合金锭；步骤S3，将锂铝镁合金锭在温度为20℃左右的条件下冷却处理，将其包装，待检；步骤S4，检测合格后，转运至挤压工序，将锂铝镁合金锭在常温的条件下进行挤压得到锂铝镁合金带材。2.根据权利要求1所述的锂电负极材料Li
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Mg三元合金及其制备方法，其特征在于：所述步骤S1中三元锂铝镁合金的组分包括1~5%的镁和0.1~0.5%的铝，94.5~98.9%的锂。3....

【专利技术属性】
技术研发人员：李良彬，朱实贵，张建博，曾少军，李玉成，谌文坚，雷志刚，王检兴，陈金文，邹贵明，
申请(专利权)人：奉新赣锋锂业有限公司，
类型：发明
国别省市：