[发明专利]适合工业化量产高容量锡合金硫化物负极材料的制备方法和应用

权利要求书

1.适合工业化量产高容量锡合金硫化物负极材料的制备方法，包括以下步骤：

将锡（Sn）和其他金属非金属元素（M）粉末混合均匀、压片，熔炼制成成分均一的合金锭，将合金锭粉碎成粉末，在搅拌球磨机中球磨成无定型合金粉末，然后，将合金粉末和硫源混合均匀，在保护气氛或真空中煅烧后，自然冷却，得到高容量锡合金硫化物负极材料。

2.根据权利要求1所述的适合工业化量产高容量锡合金硫化物负极材料的制备方法，其特征在于：所述锡合金包括金属和非金属元素；金属元素还包括钴（Co）、铁（Fe）、镍（Ni）、铜（Cu）、银（Ag）、金（Au）、镁（Mg）、铝（Al）、钛（Ti）、钒（V）、锰（Mn）、锌（Zn）、锗（Ge）、钼（Mo）、铟（In）、锑（Sb）、铋（Bi）、钡（Ba）、钨（W）、钯（Pd）、铌（Nb）、锆（Zr）、镓（Ga）；非金属元素包括硼（B）、碳（C）、氮（N）、硅（Si）、磷（P）、硫（S）。

3.根据权利要求2所述的适合工业化量产高容量锡合金硫化物负极材料的制备方法，其特征在于：锡和其他金属非金属元素熔炼后形成两组分或两组分以上的锡合金化合物Sn_XM_Y；其中，M是一种以上金属或/和非金属元素，X，Y是摩尔数，0.2 ￡ X / (X+Y) < 1。

4.根据权利要求1所述的适合工业化量产高容量锡合金硫化物负极材料的制备方法，其特征在于：锡合金粉末球磨后为无定型。

5.根据权利要求1所述的适合工业化量产高容量锡合金硫化物负极材料的制备方法，其特征在于：所述硫源包括：硫（S）、硫化氢（H₂S）、硫脲（CN₂H₄S）、硫醚（R-S-R）、硫酚/硫醇（Ar/R-SH）、硫醛（R-CSH）、二硫化物（R-S-S-R）、多硫化物（R-S-S-S-R）、环状硫化物、硫代酰胺（RC(S)NR₂），R为烃基。

6.根据权利要求1所述的适合工业化量产高容量锡合金硫化物负极材料的制备方法，其特征在于：所述反应物锡合金粉末Sn_XM_Y和硫源的摩尔比为1：0.01 ~ 5。

7.根据权利要求1或5所述的适合工业化量产高容量锡合金硫化物负极材料的制备方法，其特征在于：含碳元素硫源和锡合金硫化反应后，碳元素热解生成热解碳均匀地包覆在锡合金硫化物纳米颗粒表面。

8.根据权利要求1或6所述的适合工业化量产高容量锡合金硫化物负极材料的制备方法，其特征在于：根据反应物锡合金粉末Sn_XM_Y和硫源的不同摩尔比1：0.01 ~ 5，得到锡合金硫化物化合物为Sn_XM_YS_Z；硫元素和无定型锡合金晶体结构中部分锡或其他金属或非金属原子发生硫化反应；其中，M是一种以上金属或/和非金属元素， X、Y、Z是摩尔数。

9.根据权利要求1所述的适合工业化量产高容量锡合金硫化物负极材料的制备方法，其特征在于：所述保护气氛为氮气、氦气、氩气中的至少一种。

10.根据权利要求1所述的适合工业化量产高容量锡合金硫化物负极材料的制备方法，其特征在于：煅烧条件为：在真空或保护气体氛围中，以2 ~ 5℃/分钟的速度升温到500 ~ 750℃，并在此温度下保持0.5 ~ 2小时，反应结束后在真空和/或保护气体氛围中自然冷却至室温。

11.权利要求1 ~ 10任一项所制备的高容量锡合金硫化物负极材料在电池中的应用。