[0040] 本发明使用的液态合金颗粒制备方法为:将金属镓和金属锡按照重量比88:12进行混合,然后,在氩气保护下300℃进行煅烧,煅烧时间2h,随后取出冷却至室温,即得到液态合金颗粒,液态合金颗粒粒径100‑500nm。
[0041] 实施例1
[0042] 一种自修复微胶囊锂离子电池电极材料的制备方法,包括下列步骤:
[0043] 1)将0.1g液态合金颗粒与4g正十六烷混合,室温下超声分散20min,得混合溶液;
[0044] 2)将含有1.25g尿素、0.25g间苯二酚和0.125g氯化铵的50mL混合水溶液加入到浓度为2.5wt%的25mL聚乙烯马来酸酐共聚物的水溶液当中,机械搅拌混匀,加入三乙醇胺调节pH至3.5,搅拌至完全溶解,混匀;得混合溶液;
[0045] 3)将步骤2)所得混合溶液放入到恒温水浴锅中加热至40℃,保温,然后将1)制备的混合溶液加入步骤2)所得混合溶液中,在搅拌速率为800rpm的状态下机械搅拌0.5h后,逐滴滴加3.1g的甲醛溶液,继续800rpm机械搅拌2h,停止加热保温,包裹了液态合金的胶囊游离在溶剂中,过滤,干燥,即获得了液态合金胶囊。
[0046] 4)将3)制备得到的液态合金胶囊在氩气环境下500℃碳化5h,得到自修复微胶囊锂离子电池电极材料。
[0047] 制备得到自修复微胶囊锂离子电池电极材料呈圆球状,尺寸为10‑50μm。
[0048] 锂离子电池负极,采用上述自修复微胶囊锂离子电池电极材料制成。
[0049] 一种锂离子电池,使用包括自修复微胶囊锂离子电池电极材料制成的负极制成。
[0050] 实施例2
[0051] 一种碳化液态合金胶囊的制备方法,包括下列步骤:
[0052] 1)将0.2g液态合金纳米颗粒与4.5g正十六烷混合,室温下超声分散20min,得混合溶液;
[0053] 2)将含有1.25g尿素、0.25g间苯二酚和0.125g氯化铵的50mL混合水溶液加入到浓度为3wt%的25mL聚乙烯马来酸酐共聚物的水溶液当中,机械搅拌混匀,加入三乙醇胺调节pH至3.5,搅拌混匀,全部溶解后,得混合溶液;
[0054] 3)将步骤2)所得混合溶液放入到恒温水浴锅中加热至45℃,保温,然后将1)制备的混合溶液加入步骤2)所得混合溶液中,在搅拌速率为850rpm的状态下机械搅拌0.5h后,逐滴滴加3.2g的甲醛溶液,搅拌速率为850rpm继续机械搅拌4h,停止加热保温,包裹了液态合金的胶囊游离在溶剂中,过滤,干燥,即获得了液态合金胶囊。
[0055] 4)将3)制备得到的液态合金胶囊在氩气环境下550℃碳化6h,得到自修复微胶囊锂离子电池电极材料。
[0056] 得到自修复微胶囊锂离子电池电极材料呈圆球状,尺寸为10‑50μm。
[0057] 锂离子电池负极,采用上述自修复微胶囊锂离子电池电极材料制成。
[0058] 一种锂离子电池,使用包括自修复微胶囊锂离子电池电极材料制成的负极制成。
[0059] 实施例3
[0060] 一种自修复微胶囊锂离子电池电极材料的制备方法,包括下列步骤:
[0061] 1)将0.3g液态合金纳米颗粒与5g正十六烷混合,室温下超声分散20min,得混合溶液;
[0062] 2)将含有1.25g尿素、0.25g间苯二酚和0.125g氯化铵的50mL混合水溶液加入到浓度为3.5wt%的25mL聚乙烯马来酸酐共聚物的水溶液当中,机械搅拌,并通过三乙醇胺调节pH至3.5,搅拌至全部溶解后,得混合溶液;
[0063] 3)将步骤2)所得混合溶液放入到恒温水浴锅中加热至50℃,保温,然后将1)制备的混合溶液加入步骤2)所得混合溶液中,在搅拌速率为900rpm的状态下机械搅拌0.5h后,逐滴滴加3.3g的甲醛溶液,搅拌速率为900rpm机械搅拌6h,停止加热保温,包裹了液态合金的胶囊游离在溶剂中,过滤,干燥,即获得了液态合金胶囊。
[0064] 4)将3)制备得到的液态合金胶囊在氩气环境下600℃碳化7h,得到自修复微胶囊锂离子电池电极材料。
[0065] 得到自修复微胶囊锂离子电池电极材料呈圆球状,尺寸为10‑50μm。
[0066] 锂离子电池负极,采用上述自修复微胶囊锂离子电池电极材料制成。
[0067] 一种锂离子电池,使用包括自修复微胶囊锂离子电池电极材料制成的负极制成。
[0068] 具体为:
[0069] 将实施例3所得最终产物自修复微胶囊锂离子电池电极材料作为锂离子电池的负极活性材料,将所得活性材料与超导碳、聚偏氟乙烯以7:2:1的比例混合,以N‑甲基吡咯烷酮溶剂调制成均匀浆状,涂覆在铜箔上,用刮刀将其均匀涂布成膜片状,均匀地附着于铜箔表面。之后将制成的涂层放于烘箱中,以60℃烘干12小时;烘干完成后移入真空干燥箱中,以60℃真空干燥10小时;再将干燥后的复合材料涂层采用机械裁片机裁剪电极片,以锂片作为对电极,电解液为市售1mol/L双三氟甲基磺酸亚酰胺锂/(乙二醇二甲醚+1,3‑二氧戊环)溶液,利用电池测试仪进行充放电性能测试,所得产物作为锂离子负极材料在0.2C电流密度下的循环稳定性测试结果如图7所示。由图7可见,电池的循环稳定性好,循环200次后电池放电容量仍稳定在680mAh/g左右。
[0070] 实施例4
[0071] 一种自修复微胶囊锂离子电池电极材料的制备方法,包括下列步骤:
[0072] 1)将0.4g液态合金纳米颗粒与5.5g正十六烷混合,室温下超声分散20min,得混合溶液;
[0073] 2)将含有1.25g尿素、0.25g间苯二酚和0.125g氯化铵的50mL混合水溶液加入到浓度为4wt%的25mL聚乙烯马来酸酐共聚物的水溶液当中,机械搅拌,并通过三乙醇胺调节pH至3.5,搅拌至全部溶解后,得混合溶液;
[0074] 3)将步骤2)所得混合溶液放入到恒温水浴锅中加热至55℃,保温,然后将1)制备的混合溶液加入步骤2)所得混合溶液中,在搅拌速率为950rpm的状态下机械搅拌0.5h后,逐滴滴加3.4g的甲醛溶液,搅拌速率为950rpm机械搅拌8h,停止加热保温,包裹了液态合金的胶囊游离在溶剂中,过滤,干燥,即获得了液态合金胶囊。
[0075] 4)将3)制备得到的液态合金胶囊在氩气环境下650℃碳化8h,得到自修复微胶囊锂离子电池电极材料。
[0076] 得到自修复微胶囊锂离子电池电极材料呈圆球状,尺寸为10‑50μm。
[0077] 锂离子电池负极,采用上述自修复微胶囊锂离子电池电极材料制成。
[0078] 一种锂离子电池,使用包括自修复微胶囊锂离子电池电极材料制成的负极制成。
[0079] 实施例5
[0080] 一种自修复微胶囊锂离子电池电极材料的制备方法,包括下列步骤:
[0081] 1)将0.5g液态合金纳米颗粒与6g正十六烷混合,室温下超声分散20min,得混合溶液;
[0082] 2)将含有1.25g尿素、0.25g间苯二酚和0.125g氯化铵的50mL混合水溶液加入到浓度为4.5wt%的25mL聚乙烯马来酸酐共聚物的水溶液当中,机械搅拌,并通过三乙醇胺调节pH至3.5,搅拌至全部溶解后,得混合溶液;
[0083] 3)将步骤2)所得混合溶液放入到恒温水浴锅中加热至60℃,然后将1)制备的混合溶液加入步骤2)所得混合溶液中,在搅拌速率为1000rpm的状态下机械搅拌0.5h后,逐滴滴加3.5g的甲醛溶液,搅拌速率为1000rpm机械搅拌10h,停止搅拌加热,包裹了液态合金的胶囊游离在溶剂中,过滤,干燥,即获得了液态合金胶囊。
[0084] 4)将3)制备得到的液态合金胶囊在氩气环境下700℃碳化10h,得到自修复微胶囊锂离子电池电极材料。
[0085] 得到自修复微胶囊锂离子电池电极材料呈圆球状,尺寸为10‑50μm。
[0086] 锂离子电池负极,采用上述自修复微胶囊锂离子电池电极材料制成。
[0087] 一种锂离子电池,使用包括自修复微胶囊锂离子电池电极材料制成的负极制成。