纳米金属或合金复合材料及其制备和用途

摘要

本发明涉及一种纳米金属或合金/电极活性物质复合材料，包括：纳米金属或合金与电极活性物质；纳米金属或合金颗粒占电极活性物质的0.02～30wt％。该复合材料作为二次锂电池的负极活性材料，与含锂的过渡金属氧化物正极、有机电解质溶液、隔膜、电池壳、集流体和引线组成二次锂电池。该复合材料中的电极活性物质材料提供了刚性骨架结构和嵌锂中心，可促进在电极活性物质材料表面形成固体电解质层，而这层固体电解质膜具有很好的离子导电能力；可以抑制对石墨片层结构的破坏；可以有效阻止纳米材料的团聚；使得材料的循环性和大电流充放电能力明显提高。使用这种复合材料的二次锂电池具有好的循环特性和安全性，适用于需要较高能量密度的场合。

主权项

1、一种纳米金属或合金/电极活性物质复合材料，包括：1)纳米金属或合金；与2)电极活性物质；纳米金属或合金占电极活性物质的重量百分比为0.02～30wt％；所述的纳米金属为选自Ag、Cu、Au、Zn、Cd、Fe、Co、Ni、Ru、Rh、Pd、Pt、Ir、Os或Al中的一种；所述的纳米合金的表达式为M1x1M2x2…Mnxn，其中M1、M2…Mn表示不同的元素，选自主族元素中的Li、Mg、B、Al、Si、Ge、Sn、Pb、Sb、S、Se、Te，或过渡金属的Ag、Cu、Au、Zn、Cd、Ti、V、Mn、Fe、Co、Ni、Th、Hg、Al、Fe、Co、Ni、Ru、Rh、Pd、Pt、Ir、Os，且至少含有Ag、Cu、Au、Zn、Cd、Hg、Fe、Co、Ni、Ru、Rh、Pd、Pt、Ir、Os或Al中的一种，Ag、Cu、Au、Zn、Cd、Hg、Fe、Co、Ni、Ru、Rh、Pd、Pt、Ir、Os或Al十六种元素在表达式中所占的摩尔百分比的和不低于30％；下标x1、x2…xn代表不同元素原子的摩尔百分比，且x1+x2+…+xn＝1；所述电极活性物质为碳类电极材料或非碳类电极材料；碳类电极材料包括天然石墨、石墨化或未石墨化中间相碳小球、针状焦、微孔硬炭球、碳纤维、低温热解碳、石油焦；非碳类电极材料包括过渡金属氧化物、过渡金属硫化物、可嵌锂金属或合金、锡基氧化物、硅基合金或氧化物，以及碳/非碳材料的复合物。