铝基三元合金作为锂离子电池负极材料的应用.pdfVIP

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利说明书

(10)申请公布号CN101533911A

(43)申请公布日2009.09.16

(21)申请号CN200910021921.5

(22)申请日2009.04.08

(71)申请人西安交通大学

地址710049陕西省西安市咸宁路28号

(72)发明人孙占波宋晓平赵铭姝

(74)专利代理机构西安通大专利代理有限责任公司

代理人陈翠兰

(51)Int.CI

H01M4/38

H01M4/42

H01M4/46

C22C21/00

H01M10/36

H01M10/40

权利要求说明书说明书幅图

(54)发明名称

铝基三元合金作为锂离子电池负极

材料的应用

(57)摘要

本发明公开了铝基三元合金作为锂

离子电池负极材料的应用，包括含金、

银、铜、镁、锌五个元素中的任两个的三

元铝基合金作为锂离子电池负极材料的应

用及一种锂离子电池，其负极材料是金、

银、铜、镁、锌五个元素中的任两个元素

与铝组成的三元铝基合金。本发明将传统

的机械工程材料铝基三元合金应用于电池

电极材料领域中尚属首次，该合金应用在

电池电极材料领域中呈现出了充放锂功

能，且性能良好，充放电容量约为通常石

墨电极的2倍，充放电循环性能明显优于

纯金属和金属间化合物，是一种性能很好

的锂离子电池负极材料。

法律状态

法律状态公告日法律状态信息法律状态

权利要求说明书

1、铝基三元合金作为锂离子电池负极材料的应用，其特征在于，含金、银、铜、

镁、锌五个元素中的任两个的三元铝基合金作为锂离子电池负极材料的应用。

2、一种锂离子电池，其特征在于，锂离子电池负极材料是金、银、铜、镁、锌五

个元素中的任两个元素与铝组成的三元铝基合金。

说明书

技术领域

本发明涉及一种电池电极材料领域，特别涉及铝基三元合金锂离子电池负极材料的

应用。

现有技术

锂离子电池是公认最好的可充电电池。目前商业锂离子电池主要采用石墨作为负极

材料，但因其充放电量低限制了电池的容量增加和体积的缩小。一些纯金属具有比

石墨高得多的容量，但其充放电循环性能太差而未能在锂离子电池得到应用。用各

种方法制备的一些金属间化合物以牺牲容量为代价相对于纯金属充放电循环性能有

所改善，但效果有限。

铝和铜、金、银、锌、镁组成的铝基三元合金具有良好的力学性能、可加工性能和

相对低的密度，通过熔炼铸造可直接制备成机械零部件或经过深加工制备成棒、线、

板等铝材，制造成轻质机械零件和构件，广泛应用于航空航天、燃油发动机、电力

电子、建筑装饰等领域，属于通用型机械工程材料范畴。但是，从未涉及电池电极

材料领域中，锂离子电池中更没有使用过上述三元合金。国内外也未曾出现相关报

道。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术不足，将传统的机械工程材料铝基合金通过熔

炼和熔体快淬后制备成亚稳态过饱和固溶体，作为锂离子电池负极充放电功能材料

使用，有效地提高锂离子电池负极的充放电容量和改善循环性能。

本发明的技术方案是这样实现的：

含金、银、铜、镁、锌五个元素中的任两个的三元铝基合金作为锂离子电池负极材

料的应用。

一种锂离子电池，锂离子电池负极材料是金、银、铜、镁、锌五个元素中的任两个

元素与铝组成的三元铝基合金。

将上述配制的合金原材料在真空或0.1MPa氩气环境下用感应电炉加热到800℃—

1000℃熔炼成均匀的合金后用普通浇铸法制备成铸锭；铸锭在真空或0.1MPa保护

气氛条件的熔体快淬炉内二次熔化并加热到800℃-1000℃，用熔体快淬法制备薄

带或粉末，熔体快淬法制备出的薄带或粉末在航空汽油介质中球磨成尺寸小于50

微米的粉末，之后将合金粉末与导电剂乙炔黑和