[发明专利]一种安全简易的金属锂粉制备方法

说明书

本发明涉及电池负极材料技术领域，具体涉及一种安全简易的金属锂粉制备方法，包括如下步骤：(1)在无水惰性气氛条件下，将金属锂和固体有机物混合后进行粉碎，得到含有金属锂粉的混合物。(2)在无水惰性气氛条件下，将步骤(1)得到的混合物置于能够溶解所述固体有机物的溶剂中，待固体有机物溶解后进行过滤，再用同种溶剂洗涤、过滤，得到固体产物。(3)将步骤(2)得到的固体产物干燥，即得金属锂粉。本发明的制备方法利用高速机械破碎可在短时间内使金属锂表面形成大量裂纹而破碎，极大提高金属锂粉的制备效率和缩减金属锂粉的副反应时间，具有得到的产品纯度高、操作简单、处理温度低、成本低、效率高、设备要求低等优点。

技术领域

本发明涉及电池负极材料技术领域，具体涉及一种安全简易的金属锂粉制备方法。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

随着世界各国对能源环境问题的不断重视，电动车和风光储能技术得到了飞速的发展，而二次电池的能量密度是限制上述领域广泛普及的关键因素之一，例如，纯电驱动的电动车所需动力电池的比能量至少应大于300Wh/kg，同时先进便携式电子通信设备也对所使用的二次电池的比能量提出了更高的要求，如：4G、5G移动通讯所需电池的比能量至少应大400Wh/kg。目前，研究和开发以金属锂为负极的高能量密度的二次电池体系已成为二次电池未来发展的主要趋势，目前多个国家，包括美国、日本等的二次电池开发计划中均把以金属锂为负极的二次电池作为下一步开发的技术路线。因此金属锂负极的开发成为未来锂二次电池能够实用化的关键，但是金属锂负极目前还存在如下问题：1、金属锂高的反应活性造成充放电反应过程中副反应的发生；2、金属锂枝晶的产生造成电池短路等安全问题；3、金属锂枝晶的脱落产生的“死锂”造成活性物质的损失。

短期而言，金属锂将有望通过补锂来提高电池能量密度，金属锂补锂为负极涂覆和辊压锂粉，电池组装完成后，通过利用锂和石墨负极电位差，实现化学自动嵌入锂。通过负极涂覆的过程，锂粉可以比较均匀的分布在负极，弥补电池首次充放电过程中负极生成SEI消耗的活性锂，从而提高电池的能量密度。

此外，金属锂粉还被广泛用于制备烷基锂、催化剂、添加剂及锂电池等领域。然而金属锂因具有高的反应活性、较大的粘性、较低的熔点(180.5℃)和较低的密度(0.534g/cm³)而难以通过机械粉碎等常用的粉碎方法粉碎成粉末，所以目前均采用真空熔融分散法来制备金属锂粉，然而，这种方法在制备过程中需要使用高沸点的烃油和用于洗涤的低沸点烃油、近200℃的较高操作温度、惰性保护气氛，存在制备成本高、制备效率低、对设备要求苛刻和操作危险等问题。另外，也有采用超声波粉碎法制备金属锂粉，但该方法所用离子液体粘度高沸点高，而且操作温度高达100℃以上，此时超声波的气穴空化作用弱，超声波能量转换成机械破碎能量的效率低，很难达到预期的金属锂粉碎效果和效率。

发明内容

针对目前金属锂粉制备存在的问题，本发明提供一种安全简易的金属锂粉制备方法，这种制备方法成本低、操作温度低，安全性高，效率高，而且对设备要求较低。具体地，为实现上述目的，本发明技术方案如下。

一种安全简易的金属锂粉制备方法，包括如下步骤：

(1)在无水惰性气氛条件下，将金属锂和固体有机物混合后进行粉碎，得到含有金属锂粉的混合物。

(2)在无水惰性气氛条件下，将步骤(1)得到的混合物置于能够溶解所述固体有机物的溶剂中，待固体有机物溶解后进行过滤，再用同种溶剂洗涤、过滤，得到固体产物。

(3)将步骤(2)得到的固体产物干燥，即得金属锂粉。

进一步地，步骤(1)和(2)中，所述无水惰性气氛条件包括氩气气氛或二氧化碳气氛或真空条件中的任意一种；优选为在氩气气氛中进行所述粉碎。