专利名称：一种锂离子电池铜锡锑三元合金负极材料的制备方法
技术领域：
本发明属锂离子电池负极材料技术领域，特别是涉及一种铜锡锑三元合金负极
的制备方法。
背景技术：
锂离子电池因具有高电压、大容量、长寿命和安全性能好等特点，使之从便携 式电子设备至电动汽车等多方面展示了应用前景。开发锂离子电池的关键之一是寻找合 适的电极材料，使电池具有足够高的锂嵌入量和很好的锂脱嵌可逆性，以保证电池的高 电压、大容量和长寿命的要求。石墨因具有较高的电化学性能已在商业锂离子电池中得 到应用，但是石墨的理论比容量较低，只有372mAh/g，而且它的密度也比较小，此外， 当充放电电位达到OV或更低时，石墨电极上有锂沉积出来，存在安全隐患。所以研究 开发质量比容量和体积比容量都比较高、安全性能好的负极材料，是锂离子电池技术发 展、特别是新型锂动力电池发展的必然要求。 与传统的石墨负极材料相比，锡基合金贮锂材料具有高质量比容量和体积比容 量、安全可靠、资源广泛、原料价格便宜等优点，使其作为新一代锂动力电池负极材料 方面极具发展潜力。 近年来，人们对这类材料的研究主要集中在二元合金上，如Sn-Cu合金、Sn-Sb 合金、Sn-Ni合金等，而对锡基三元合金的研究甚少。由于三元合金体系具有多个活性/ 活性和活性/非活性体系，这种结构理论上更能有效地缓冲材料嵌脱锂时体积的变化和阻 止活性成分的团聚，从而提高锡基材料的贮锂性能。本发明采用简单的方法制备纳米到 微米级铜锡锑CueSn^b5三元合金复合负极材料，具有高容量、循环性能好等优点，对促 进锡基合金负极材料在锂离子电池中的实际应用具有十分重要的意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种锂离子电池铜锡锑三元合金负极材料的 制备方法，制备工艺简单，成本低，得到的CueSnsSb5三元合金负极材料贮锂容量高，循 环性能好。 本发明提供一种锂离子电池铜锡锑三元合金负极材料的制备方法，该方法包括 如下步骤称取金属铜、金属锡和金属锑按6 : 5 : 5的摩尔比混合均匀后放入球磨 机中，同时加入球磨控制剂，充入惰性气体作为保护气，球磨48 72小时后，即得 Cu6Sn5Sb5三元合金负极材料。 所述的球磨控制剂为正己烷，正己烷与铜摩尔比为3 : 2。
所述的隋性气体为氮气、氩气、氢气或它们的混合气体。
有益效果 本发明提供了一种锂离子电池铜锡锑三元合金负极材料的制备方法，该方法制 备工艺简单，成本低，制备出的铜锡锑CueSn5Sb5三元合金负极材料贮锂容量高，循环性能好。
图1为实施例制备的铜锡锑三元合金负极材料的TEM图。 图2为实施例合成的铜锡锑三元合金负极材料的前三十周的循环容量曲线。放 电电流为50mA/g，充放电电压范围为1.5V到OV(vs丄i)
具体实施例方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本 发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领 域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要 求书所限定的范围。
实施例 称取3.92gCu、 5.93g Sn和6.09g Sb，混合均匀后，放入行星式球磨机中，同时 加入12ml正己烷作为球磨控制剂，充入高纯氩气作为保护气，充分球磨48小时，得到颗 粒尺寸为2-6微米的铜锡锑三元合金复合材料。 将合成的材料与乙炔黑、聚四氟乙烯按约8 : 1 : l的质量比混合均匀，用压 膜机压制成厚度约为lmm的薄膜，置于烘箱中于12(TC充分烘干，截取表面积为lcm2的 圆形膜，压制在不锈钢网上，制成研究电极。将研究电极置于实验模拟电池装置中，加 入电解液，以金属锂为对电极，模拟电池的装配在充满氩气的手套箱中进行。充放电电 流为50mA/g，充放电电压范围为1.5V到0V(vs丄i)。在第一周循环过程中，放电容量为 676mAh/g，可逆充电容量为564mAh/g，循环30次后可逆容量为442mAh/g。
权利要求
一种锂离子电池铜锡锑三元合金负极材料的制备方法，包括如下步骤称取金属铜、金属锡和金属锑按6∶5∶5的摩尔比混合均匀后放入球磨机中，同时加入球磨控制剂，充入惰性气体作为保护气，球磨48～72小时后，即得Cu6Sn5Sb5三元合金负极材料。
2. 根据权利要求1所述的一种锂离子电池铜锡锑三元合金负极材料的制备方法，其特 征在于，所述的球磨控制剂为正己烷。
3. 根据权利要求1所述的一种锂离子电池铜锡锑三元合金负极材料的制备方法，其特 征在于，所述的隋性气体为氮气、氩气、氢气或它们的混合气体。
全文摘要
一种锂离子电池铜锡锑三元合金负极材料的制备方法，将金属铜、金属锡和金属锑按照6∶5∶5的摩尔比混合，加入球磨控制剂，在惰性气体保护下充分球磨得到铜锡锑Cu6Sn5Sb5三元合金负极材料。本发明制备方法工艺简单，成本低，制备出的铜锡锑Cu6Sn5Sb5三元合金负极材料贮锂容量高，循环性能好。
文档编号C22C1/04GK101692490SQ200910196920
公开日2010年4月7日 申请日期2009年10月9日 优先权日2009年10月9日
发明者彭振博, 李爱元, 袁正勇, 陈亚东 申请人:宁波职业技术学院