一种锂硅锡合金材料及其制备方法和应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112813325A(43)申请公布日2021.05.18(21)申请号202011625368.9H01M6/36(2006.01)(22)申请日2020.12.30(71)申请人山东重山光电材料股份有限公司地址255138山东省淄博市淄川区罗村镇南韩村东(72)发明人崔安磊王维维朱晓雅陈久常方治文(74)专利代理机构济南舜昊专利代理事务所(特殊普通合伙)37249代理人宋玉霞(51)Int.Cl.C22C24/00(2006.01)C22C1/02(2006.01)B22F9/04(2006.01)H01M4/38(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称一种锂硅锡合金材料及其制备方法和应用(57)摘要本发明属于材料学技术领域，具体涉及一种锂硅锡合金材料及其制备方法和应用。该材料包括如下重量百分比的组分：≥40％Li，≥25％Si，≥10％Sn。该材料的制备方法包括如下步骤：在室温下，在惰性气氛中按上述配方称取原料锂、硅和锡，将称好的锂、硅、锡加入到惰性气氛保护的熔炼炉的熔炼坩埚内熔炼，形成锂硅锡合金熔体，将锂硅锡合金熔体浇铸到不锈钢模具中，得到锂硅锡铸态合金，待锂硅锡铸态合金冷却后，放入手套箱中，将其破碎后使用球磨机磨细成粉状，制得锂硅锡合金材料。该材料可应用于热电池阳极材料，可使电池的放电时间更长、放电比容量更大，并能够提高电池的使用和储存安全性。CN112813325ACN112813325A权利要求书1/1页1.一种锂硅锡合金材料，其特征在于，包括如下重量百分比的组分：≥40％Li，≥25％Si，≥10％Sn。2.如权利要求1所述的一种锂硅锡合金材料，其特征在于，包括如下重量百分比的组分：40％‑45％Li，25％‑50％Si，10％‑35％Sn。3.如权利要求1所述的一种锂硅锡合金材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)在室温下，在惰性气氛中按上述配方准确称取原料锂、硅和锡；(2)将称量好的锂、硅、锡加入到惰性气氛保护的熔炼炉的熔炼坩埚内熔炼，形成锂硅锡合金熔体；(3)将熔炼后的锂硅锡合金熔体浇铸到不锈钢模具中，得到锂硅锡铸态合金；(4)待锂硅锡铸态合金冷却后，放入手套箱中，将其破碎后使用球磨机磨细成粉状，制得锂硅锡合金材料。4.如权利要求3所述的一种锂硅锡合金材料的制备方法，其特征在于，所述惰性气氛中用的惰性气体为氩气。5.如权利要求3所述的一种锂硅锡合金材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，先将锂加入到惰性气氛保护的熔炼炉中的不锈钢坩埚内，开启熔炼炉升温程序，以10℃每分钟的升温速率升温，锂达到熔点熔化后，同时加入硅和锡，升温至700℃，搅拌均匀，保温30‑60min，形成锂硅锡合金熔体。6.如权利要求3所述的一种锂硅锡合金材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，先将锡加入到惰性气氛保护的熔炼炉中的不锈钢坩埚内，开启熔炼炉升温程序，以10℃每分钟的升温速率升温，锡达到熔点熔化后，同时加入硅和锂，升温至700℃，搅拌均匀，保温30‑60min，形成锂硅锡合金熔体。7.如权利要求3所述的一种锂硅锡合金材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，将锂、硅和锡同时加入到惰性气氛保护的熔炼炉中的不锈钢坩埚内，开启熔炼炉升温程序，以10℃每分钟的升温速率升温，升温至700℃，搅拌均匀，保温30‑60min，形成锂硅锡合金熔体。8.如权利要求3所述的一种锂硅锡合金材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中，在手套箱中，通过破碎装置将锂硅锡铸态合金破碎成粗粉为20目，过20目筛网，随后在惰性气氛保护下，使用球磨机将其磨成细粉末状，过150‑300目筛网。9.如权利要求1所述的一种锂硅锡合金材料在热电池阳极材料中的应用。2CN112813325A说明书1/4页一种锂硅锡合金材料及其制备方法和应用技术领域[0001]本发明属于材料学技术领域，具体涉及一种锂硅锡合金材料及其制备方法和应用。背景技术[0002]热电池是用电池本身的加热系统把不导电的固体状态盐类电解质加热熔融呈离子型导体而进入工作状态的一种热激活储备电池。由于热电池具有比能量高、比功率高、激活迅速、储存时间长和长时间免维护的特点，在军事领域和高新技术武器领域应用广泛。[0003]在热电池中，目前通常使用的热电池阳极材料主要有Li‑Al、Li‑Si和Li‑B合金。其中，Li‑Al合金是由一个含锂量为20wt％的单一固溶相组成，因此它的放电机理比较简单，仅显示一个电压平台；Li‑B合金的锂含量、电压平台、放电比容量均是最高，但因其高活性导致其在热电池工作中存在安全隐患，故并未大规模推广使用；Li‑Si合金是一种多放电平台的阳极材料，利用Li‑Si