本发明专利技术公开了一种锡钴钛合金的制备方法，包括以下步骤：将锡（Sn）粉、钴（Co）粉、钛（Ti）粉及碳（C）粉混合形成一混合物，其中，所述碳粉与金属粉末的质量比为5~15：100，所述锡粉、钴粉与钛粉的质量比为1:0.9~1.1:0.2~1；以及研磨所述混合物以使混合金属机械合金化，形成锡钴钛碳合金粉末。本发明专利技术还提供一种由上述方法获得的锡钴钛合金，及含有该锡钴钛合金作为负极活性材料的电池。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种锡钴钛合金、制备方法及含有该锡钴钛合金的电池，特别涉及一种用于锂离子电池负极活性材料的锡钴钛合金、其制备方法及锂离子电池。
技术介绍
目前，锂离子电池是目前最先进的已商品化二次电池体系。为了满足数码产品、电动工具、电动汽车对更高能量密度的电池需求，采用更高能量密度的正负极材料是重要的手段之一。对于负极而言，目前商品化锂离子电池负极采用的石墨理论比容量为372mAh/g，而实际的比容量已经达到360mAh/g以上，因此进一步提升的空间不大，因此，新体系的开发成为研宄的重点。在已研宄的新体系中，锡基合金和硅基合金最为引人注目，这是因为锡基合金的理论比容量为994mAh/g，娃基为约4200mAh/g，均比石墨的有大幅度提尚。其中，锡基合金因为导电性好、振实密度高等优势，更是成为最可能产业化的负极材料之一。但是，锡基负极才充放电过程中体积膨胀约为220%，导致活性物质与集流体的脱落而使得循环寿命快速衰减，改进的方法如形成合金(如CN100565978C)、形成复合物或者多孔结构(如CN102379050 B)、形成复合物(如CN102185131B)等方法，均使得锡基负极的性能得到一定程度提高，但是容量的衰减仍然很高。
技术实现思路
本专利技术提供一种锡钴钛合金、其制备方法以及含有该锡钴钛合金的电池，可以解决上述问题。一种锡钴钛合金的制备方法，包括以下步骤:将锡(Sn)粉、钴(Co)粉、钛(Ti)粉及碳(C)粉混合形成一混合物，其中，所述碳粉与金属粉末的质量比为5~15:100，所述锡粉、钴粉与钛粉的质量比为1:0.9-1.1:0.2~1 ;以及研磨所述混合物以使混合金属机械合金化，形成锡钴钛碳合金粉末。进一步的，所述碳粉与金属粉末的质量比为10%。进一步的，所述锡粉、钴粉与钛粉的质量比为1:1:0.2~1。进一步的，所述锡粉、钴粉与钛粉的质量比为1:1:0.5-0.7。进一步的，所述碳粉为Super P、BP-2000、KS-5、碳纳米管、石墨稀、碳纤维、乙炔黑、科琴黑或其混合物。进一步的，通过高能球磨机研磨所述混合物。进一步的，所述通过高能球磨机研磨所述混合物的步骤包括:调整球料质量比为30-50:1 ;在真空环境下，调整球磨速度为400-1200转/分钟，研磨1-100小时。本专利技术进一步提供一种通过上述方法获得的锡钴钛合金，其中，所述锡钴钛合金为锡(Sn)、钴(Co)、钛(Ti)及碳(C)形成的锡钴钛碳合金粉末，所述碳与金属的质量比为5-15:100，所述锡、钴与钛的质量比为1:0.9-1.1:0.2~1。进一步的，所述碳粉与金属粉末的质量比为10%，且所述锡粉、钴粉与钛粉的质量比为 1:1:0.5-0.7ο一种电池，包括:正极；负极；以及电解质，其中，所述负极包括上述的锡钴钛合金作为负极活性材料。本专利技术提供的锡钴钛合金作为负极活性材料具有如下优点:其一，由于钛具有较好地延展性，可以有效抑制锡在充放电过程中的体积膨胀从而延长循环寿命；其二，因为钛的抗腐蚀、氧化性能强，所以合金材料的抗氧化性能也得到提高，从而提高材料的库伦效率。另外，本专利技术提供的锡钴钛合金的制备方法，具有如下优点:首先，通过机械合研磨可以将难熔的钛与锡钴合金有效结合，形成合金；其次，机械合金化不仅使得锡钴钛三种金属形成合金，而且在形成合金过程中通过球磨使得合金形成微米级或纳米级粉末，进一步提高了材料的循环性能；最后，本方法还具有方法简单易于工业化等特点。【附图说明】图1为本专利技术实施例提供的锡钴钛合金的制备方法流程图。图2为本专利技术一实施例中的锡钴钛合金的XRD图。图3为本专利技术一实施例中的锡钴钛合金的SEM图。图4为本专利技术一实施例中的锡钴钛合金的首次循环曲线。图5为本专利技术一实施例中锡钴钛合金的循环曲线。图6为本专利技术另一实施例中锡钴钛合金的循环曲线。【具体实施方式】下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部结构。请参照图1，一种锡钴钛合金的制备方法，包括以下步骤: 51:将锡(Sn)粉、钴(Co)粉、钛(Ti)粉及碳(C)粉混合形成一混合物，其中，所述碳粉与金属粉末的质量比为5~15:100，所述锡粉、钴粉与钛粉的质量比为1:0.9-1.1:0.2~1 ;以及 52:研磨所述混合物以使混合金属机械合金化，形成锡钴钛碳合金粉末。在步骤SI中，所述锡粉、钴粉和钛粉及碳粉的粒径可以为纳米级或微米级。所述碳粉可以用于改善循环性能，然而，实验证明，当碳粉过多时，会使锡钴钛合金的容量显著下降。优选的，所述碳粉与金属粉末的质量比为5~10:100。所述碳粉可以为Super P、BP-2000、KS-5、碳纳米管、石墨烯、碳纤维、乙炔黑、科琴黑或其混合物。另外，当锡粉比例高，则材料的比容量高；而钴粉和钛粉含量高，则材料的循环性能好。为了平衡比容量和循环性能，优选的，所述锡粉、钴粉与钛粉的质量比为1:1:0.2~1 ;更优选的，所述锡粉、钴粉与钛粉的质量比为1:1:0.2~0.7。实验证明，当所述锡粉、钴粉与钛粉的质量比为1:1:0.5-0.7时，可以保证其循环性能基本不下降。在步骤S2中，可以通过高能球磨机研磨所述混合物以使混合金属机械合金化。具体的，所述通过高能球磨机研磨所述当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种锡钴钛合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将锡（Sn）粉、钴（Co）粉、钛（Ti）粉及碳（C）粉混合形成一混合物，其中，所述碳粉与金属粉末的质量比为5~15：100，所述锡粉、钴粉与钛粉的质量比为1:0.9~1.1:0.2~1；以及 研磨所述混合物以使混合金属机械合金化，形成锡钴钛碳合金粉末。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：路密，
申请(专利权)人：路密，
类型：发明
国别省市：福建;35
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