【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于锂离子电池，具体涉及一种微纳lisr合金复合材料、制备方法及其应用。
技术介绍
1、锂金属因其极高的理论比容量(3860mah/g)和较低的电位(-3.04v相对于标准氢电极)在高能量密度电池领域受到广泛关注,成为现代便携式电子设备和电动汽车的首选能源。然而，纯锂作为负极材料时存在多重挑战，包括枝晶生长、与电解液的副反应和对空气中水分和氧气的高敏感性。这些问题不仅影响电池的性能和安全性，也增加了其制备和储存过程中的技术难度。
2、为应对这些挑战，研究人员转向锂合金材料，以提高锂金属的循环稳定性和安全性，同时保持较高的能量密度。在锂合金的发展中，选择合适的合金元素和优化合金的微观结构成为关键。已有的研究如limg、lial等合金虽然取得了一定的进展，但在电化学稳定性、与电解液的相容性和循环寿命方面仍存在局限。因此，探索新型锂合金材料，以进一步提高电池的整体性能和安全性，对于电池技术的发展至关重要。
3、现有锂合金材料在提升循环稳定性和电化学性能方面的局限性主要源于合金元素的选择和微观结构设计。合金元素的种类和比例直接影响锂离子的嵌入和脱嵌过程，进而影响电池的能量密度和循环稳定性。此外，合金微观结构的优化，包括粒度控制、相分布和表面处理等，也是提高电池性能的关键。因此，开发一种结构和成分优化的新型锂合金，对于实现高性能、高安全性的电池具有重大意义。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种微纳lisr合金复合材料、制备方法及其应用，旨在解决现有技术中l
2、为了达到上述目的，本专利技术的技术方案如下：
3、一种微纳lisr合金复合材料的制备方法，包括：
4、将锂和锶按质量比1:0.8～1.2混合，并加热以形成液态合金；
5、对所述液态合金进行搅拌和冷却处理，形成固态合金；
6、对所述固态合金进行破碎处理，形成破碎合金；
7、将所述破碎合金与agf和聚甲基丙烯酸甲酯混合，并加入有机溶剂，构成混合物甲；
8、将所述混合物甲进行冷冻球磨处理；
9、通过热处理去除有机溶剂并过筛，得到最终的lisrsr合金复合材料。
10、进一步的，将锂和锶按质量比1:0.8～1.2混合，并加热以形成液态合金，具体包括：
11、使用塑料刀片去除锂片表面的钝化层；
12、将去除钝化层的锂片与锶块按所述质量比放入不锈钢坩锅中；
13、将不锈钢坩锅放入马弗炉中，并以8℃/min的升温速度加热至600-800℃；
14、在上述温度下保温1～2小时。
15、进一步的，对所述液态合金进行搅拌和冷却处理，形成固态合金，具体包括：
16、所述液态合金在马弗炉中保温；
17、保温过程中，使用钛棒进行搅拌，搅拌频率为每半小时搅拌一次，总共进行不少于三次搅拌；
18、搅拌完成后，液态合金随炉冷却至室温，形成固态合金。
19、进一步的，对所述固态合金进行破碎处理，形成破碎合金，具体包括：
20、将所述固态合金在氩气气氛下用不锈钢头电钻进行破碎，破碎过程的水分和氧气含量小于0.01ppm。
21、进一步的，将所述破碎合金与agf和聚甲基丙烯酸甲酯混合，并加入有机溶剂，构成混合物甲，具体包括：
22、所述破碎合金、agf、聚甲基丙烯酸甲酯的质量比为1：2～50：4～50；
23、所述机溶剂包括丙酮、四氢呋喃、正戊烷、环己烷或乙醚的一种或几种组合；
24、将所述破碎合金与agf、聚甲基丙烯酸甲酯、有机溶剂均匀搅拌构成混合物甲。
25、进一步的，将所述混合物甲进行冷冻球磨处理，具体包括：
26、对混合物甲预冷冻不少于20分钟，振动频率1～10hz/s；
27、对冷冻后的混合物甲球磨不大于9个循环，每个循环的时间为3-15分钟，振动频率5-30hz/s，相邻循环之间的间隔时间为1-2分钟，振动频率为1-5hz/s；
28、球磨过程中，球磨珠与混合物甲的质量比为50～150:1，所述球磨珠直径为0.2-3cm。
29、进一步的，通过热处理去除有机溶剂并过筛，得到最终的lisr合金复合材料，具体包括：
30、将球磨后的材料在马弗炉中加热至70℃；
31、保持温度0.5～10小时，以除去有机溶剂；
32、使用200目筛网进行过筛，获得最终的lisr合金复合材料。
33、另一个方面，根据上述制备方法制得的微纳lisr合金复合材料，记作lisr+pmma+agf。
34、第三个方面，根据上述制备方法制得的微纳lisr合金复合材料，作为锂离子电池电极的应用。
35、第四个方面，一种锂离子对称电池，包括：
36、所述电池的电极通过lisr+pmma+agf材料制成；
37、所述电池的隔膜为聚乙烯膜；
38、所述电池的电解液为ec-dec(1:1)-1m lipf6溶液。
39、与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：
40、本专利技术的lisr合金复合材料解决锂金属负极材料在电池应用中面临的枝晶生长和循环稳定性问题；通过引入sr元素，本专利技术的合金材料在电化学性能上表现出显著提升，提高了电极材料的离子传导性和电子传导性；通过在界面构造lif稳定相和lisrag亲锂导电相，本专利技术不仅提高了界面的稳定性，还保证了电极材料良好的接触和亲锂输运能力，有助于提高电池的电化学性能和安全性。
41、本专利技术提出的lisr合金复合材料的制备方法简便且高效，适合大规模生产。通过精确控制合金元素的比例、添加剂的种类和比例以及加工条件，确保了材料的一致性和性能。这种方法不仅促进了材料性能的最优化，而且保证了生产过程的可控性和可重复性，为实现高性能锂离子电池的大规模生产提供了可行路径。
42、利用本专利技术的lisr合金复合材料制造的锂离子电池展现了优异的电化学性能，有效减少了枝晶的形成，减少了锂合金粉体的严重腐蚀和副反应问题，这些电池不仅具有更高的能量密度和更长的循环寿命，而且还表现出了良好的安全性和稳定性；特别是在锂离子对称电池的应用中，这种材料的使用显著提高了电池的整体性能和可靠性；这种电池设计使其在广泛的应用领域，如便携式电子设备、电动汽车和能量存储系统中，具有极高的应用价值和潜力。
43、当然地，实施本专利技术的各技术方案并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
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1.一种微纳LiSr合金复合材料的制备方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，将锂和锶按质量比1:0.8～1.2混合，并加热以形成液态合金，具体包括：
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，对所述液态合金进行搅拌和冷却处理，形成固态合金，具体包括：
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，对所述固态合金进行破碎处理，形成破碎合金，具体包括：
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，将所述破碎合金与AgF和聚甲基丙烯酸甲酯混合，并加入有机溶剂，构成混合物甲，具体包括：
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，将所述混合物甲进行冷冻球磨处理，具体包括：
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，通过热处理去除有机溶剂并过筛，得到最终的LiSr合金复合材料，具体包括：
8.根据权利要求1-7任意一项所述制备方法制得的微纳LiSr合金复合材料，记作LiSr+PMMA+AgF。
9.根据权利要求1-7任意一项所述制备方法制得的微纳Li
10.一种锂离子对称电池，其特征在于，
...【技术特征摘要】
1.一种微纳lisr合金复合材料的制备方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，将锂和锶按质量比1:0.8～1.2混合，并加热以形成液态合金，具体包括：
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，对所述液态合金进行搅拌和冷却处理，形成固态合金，具体包括：
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，对所述固态合金进行破碎处理，形成破碎合金，具体包括：
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，将所述破碎合金与agf和聚甲基丙烯酸甲酯混合，并加入有机溶剂，...
【专利技术属性】
技术研发人员：张明昌，徐唯栋，刘艳霞，王新强，杨亚雄，潘洪革，
申请(专利权)人：西安工业大学，
类型：发明
国别省市：
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