[发明专利]掺杂氧化亚铜锂离子电池负极材料及其制备方法、应用和锂离子电池

权利要求书

1.一种掺杂氧化亚铜锂离子电池负极材料，其特征在于，包括：

La³⁺掺杂Cu₂O的核；

包覆在所述核外的亲锂层，所述亲锂层为SiO₂层，或者，为SiO₂与硅酸的混合层；

以及，包覆在所述亲锂层外的导电金属层，所述导电金属层为Ag层。

2.一种掺杂氧化亚铜锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）制备La³⁺掺杂Cu₂O的核；

2）在步骤1）得到的所述核的表面制备亲锂层，所述亲锂层为SiO₂层，或者，为SiO₂与硅酸的混合层；

3）在步骤2）得到的所述亲锂层的表面制备导电金属层，再经过焙烧，得到掺杂氧化亚铜锂离子电池负极材料，所述导电金属层为Ag层。

3.根据权利要求2所述的掺杂氧化亚铜锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤1）包括以下步骤：

1a）配置二价铜盐、三价镧盐和配合剂的配合物混合物，所述配合物混合物中，Cu²⁺的含量为0.1～1.0 M，Cu²⁺与La³⁺的摩尔比为100:0.2～100:0.8，Cu²⁺与配合剂的摩尔比为1:0.99～1:1.01，并加入浓度为0.1～0.5M的碱溶液，搅拌混合均匀，得到混合溶液；

1b）向步骤1a）得到的所述混合溶液中加入浓度为5～15wt%的还原剂溶液和浓度为0.1～0.5M的有机酸溶液，然后在45～75℃下搅拌进行反应，得到含有La³⁺掺杂Cu₂O的混合物溶液；

其中，所述配合物混合物、所述碱溶液、所述还原剂溶液和所述有机酸溶液的体积比为：50～500:5～30:10～60:5～30。

4.根据权利要求3所述的掺杂氧化亚铜锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤2）包括以下步骤：

2a）向步骤1b）得到的所述混合物溶液中加入硅酸盐粉末，并搅拌进行分散；

2b）待所述硅酸盐分散均匀后加入浓度为0.2～1.0M的盐酸，继续搅拌进行反应；

2c）待反应完后静置进行陈化，陈化完后将混合物离心去除溶液，对得到的沉淀用0.01M的碱溶液淋洗若干次，得到包覆硅酸的La³⁺掺杂Cu₂O沉淀；

其中，以步骤1a）中的所述配合物混合物的量计，所述配合物混合物与所述盐酸的体积比为50～500:10～50，所述硅酸盐粉末与所述配合物混合物的用量比为0.5～7.5g:50～500mL。

5.根据权利要求4所述的掺杂氧化亚铜锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤3）包括以下步骤：

3a）将步骤2c）得到的所述包覆硅酸的La³⁺掺杂Cu₂O沉淀加入到浓度为0.1～0.25M的银配合物溶液中，再依次加入浓度为3～10wt%的还原剂溶液和浓度为0.1～0.5M的碱溶液，再在45～75℃下搅拌进行反应，反应完后离心分离，得到沉淀，将所述沉淀用水洗涤至洗出液pH值为中性，得到Ag包覆的SiO₂包覆的La³⁺掺杂Cu₂O；

3b）将步骤3a）得到的所述Ag包覆的SiO₂包覆的La³⁺掺杂Cu₂O在180～300℃条件下焙烧4～12小时，得到掺杂氧化亚铜锂离子电池负极材料；

其中，以步骤1a）中的所述配合物混合物的量计，所述配合物混合物、所述银配合物溶液、所述原剂溶液和所述碱溶液的体积比为50～500:10～100:5～30:2～10。