一种锂电池负极材料及其制备方法
阅读：579发布：2023-12-20
专利汇可以提供一种锂电池负极材料及其制备方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种锂 电池 负极材料 及其制备方法，属于新 能源 技术领域。本发明制备的锂电池负极材料是由液态锂 合金 和 硅 碳 复合材料 按 质量 比为1：3～1：20复配而成。利用液态锂合金在硅碳复合材料孔隙中分散填充，采用液态锂合金取代常规负极中嵌入的锂源，可有效避免电池在长期充放电循环过程中锂枝晶的形成，液态锂合金的存在，还可有效缓冲硅碳负极在充放电循环过程中的膨胀。通过控制锂合金中元素的种类，并控制硅碳复合材料的制备工艺，使液态锂合金可有效填充于硅碳复合材料中，形成类似凝胶的结构。，下面是一种锂电池负极材料及其制备方法专利的具体信息内容。
1.一种锂电池负极材料，其特征在于：包括30 50份集流体和10 15份活性物质涂层。
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2.根据权利要求1所述的一种锂电池负极材料，其特征在于：所述活性物质层是由液态锂合金和硅碳复合材料按质量比为1：3～1：20复配而成。
3.根据权利要求2所述的一种锂电池负极材料，其特征在于：所述液态锂合金由锂锡合金，所述锂锡合金中，锂和锡的质量比为1：3～1：5，且锂锡合金中包括锂质量3～5%的硼。
4.根据权利要求3所述的一种锂电池负极材料，其特征在于，所述锂锡合金中可加入锂锡合金质量0.03 0.1倍的快离子导体和锂锡合金质量0.1 0.2倍的改性四钛酸；所述快离~ ~
子导体为Li2S-P2S5，Li2S-SiS2，Li2S-GeS2，Li10GeP2S12或Li10SnP2S12中任意一种；所述改性四钛酸改性二氧化钛与四钛酸混合反应制得。
5.根据权利要求2所述的一种锂电池负极材料，其特征在于，所述硅碳复合材料由明胶、壳聚糖和正硅酸乙酯混合反应后，再经煅烧而成。
6.根据权利要求1所述的一种锂电池负极材料，其特征在于，所述锂电池负极材料包括以下重量份数的原料组分：35份集流体和15份活性物质涂层。
7.一种锂电池负极材料的制备方法，其特征在于，具体制备步骤为：
（1）碳硅复合材料的制备；
（2）活性物质涂层的制备；
（3）集流体与活性物质涂层的复合；
（4）对步骤（3）所得产品的进行指标分析。
8.根据权利要求7所述的一种锂电池负极材料的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：
（1）将明胶和水按质量比为1：10～1：20混合分散后，搅拌溶解，再加入明胶质量1～3%的细菌纤维素，明胶质量4～8%的壳聚糖，明胶质量0.3～0.5%的戊二醛，明胶质量10～15%的正硅酸乙酯，加热搅拌反应后，静电纺丝，得复合纤维，再于氮气气氛下，将复合纤维以
0.8～1.2℃/min速率升温至1480～1500℃，保温反应4～6h后，用干冰以20～30℃/min速率降至室温，出料，压制，切成厚度为1～3mm的薄片；
（2）于惰性气体保护状态下，将步骤（1）所得物质和液态锂合金混合，并加入液态锂合金质量0.1倍的快离子导体和液态锂合金质量0.1倍的改性四钛酸，随后抽真空至600～
800Pa，保压浸渍30～60min；
（3）将集流体与步骤（2）所得物质按质量比2：1混合，并于惰性气体氛围下用集流体质量0.2 0.4倍的粘结剂进行粘合；
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（4）对步骤（3）所得产品的进行指标分析。
9.根据权利要求8所述的一种锂电池负极材料的制备方法，其特征在于：步骤（3）所述粘结剂为PVDF溶液；所述PVDF溶液是由PVDF和溶剂按质量比为1：8～1：10复配而成；所述溶剂为NMP，DMF，DMSO，TEP或DMAc中的任意一种。
10.根据权利要求8所述的一种锂电池负极材料的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述改性四钛酸的制备方法为将二氧化钛与碳酸钾按质量比3：1混合研磨，并于温度为800℃的条件下煅烧13h后，得四钛酸钾，将四钛酸钾与质量分数为10%的盐酸按质量比1：10混合，浸泡，过滤，洗涤，干燥，得四钛酸，将四钛酸与去离子水按质量比1：50混合，并加入四钛酸质量0.1 0.3倍的氨基化二氧化钛，超声分散后，过滤，干燥，得改性四钛酸；所述氨基化二氧~
化钛为将纳米二氧化钛与水按质量比1：10混合，并加入纳米二氧化钛质量1 2倍的氨丙基~
三乙氧基硅烷和纳米二氧化钛质量0.1 0.3倍的氨水，搅拌反应后，过滤，得氨基化二氧化~
钛。
一种锂电池负极材料及其制备方法
技术领域
背景技术
[0002] 在众多可选择的锂离子电池负极材料中，硅是最有可能取代商业化石墨负极的材料之一，其原因如下：（1）硅在许多的可选负极中有最高的理论质量比容量（4200mAh/g）；（2）硅负极的放电平台在0.4V左右，这在保持正常的开路电压和避免不良镀锂上找到了平衡；（3）硅的储量充足（地壳含量位列第二），经济成本低，环保无毒。
[0003] 但是硅作为锂离子电池负极依然存在很大的问题。在合金相Li4.4Si等合金嵌合物在形成过程中会产生极为明显的体积膨胀（360%以上），并在锂的嵌入/脱除时形成巨大的应力，会造成以下后果：（1）在脱锂/嵌锂的循环中电极结构会随应力的作用逐渐粉碎，这也是合金化负极都会存在的问题；（2）在界面应力的作用下，活性材料从集流体上分裂而不再有效；（3）由于体积膨胀和内应力使得电机结构不断被破坏，不断有新的界面暴露在电解液总，这会使得固态电解质膜（SEI）重复经理生成-破坏-再形成的循环，电池当中的锂离子被不断地消耗。而以上的过程都会造成电机结构的坍塌和电池容量的衰减。除了巨大的体积膨胀，由于硅的导电性较差，不但影响了电子离子的传输效率，也造成了界面阻抗较大。
[0004] 而自从1990年来，研究者们为了解决硅负极的以上问题作出了许多的探索，主要原理包括利用缓解内应力的基体，硅负极的纳米化，制造物理空隙容纳体积变化等。
发明内容
[0005] 本发明主要解决的技术问题是：针对传统锂电池负极存在的上述问题，本申请提供了一种锂电池负极材料及其制备方法。
[0006] 为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种锂电池负极材料，包括30 50份集流体和10 15份活性物质涂层；
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所述活性物质层是由液态锂合金和硅碳复合材料按质量比为1：3～1：20复配而成。
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所述活性物质层是由液态锂合金和硅碳复合材料按质量比为1：3～1：20复配而成。
[0007] 有益效果为：采用液态锂合金和硅碳复合材料复配，利用液态锂合金在硅碳复合材料孔隙中分散填充，采用液态锂合金取代常规负极中嵌入的锂源，可有效避免电池在长期充放电循环过程中锂枝晶的形成，液态锂合金的存在，还可有效缓冲硅碳负极在充放电循环过程中的膨胀。
[0008] 作为优化，所述液态锂合金为锂锡合金；所述锂锡合金中，锂和锡的质量比为1：3～1：5。
[0009] 有益效果为：采用锂锡合金，保障了锂的导电性，同时使合金在电池正常循环温度下，始终保持液态。
[0010] 作为优化，所述锂锡合金中，包括锂质量3～5%的硼。
[0011] 有益效果为：通过添加硼，进一步提升锂锡合金对硅碳负极的浸润能力，并使液态合金被硅碳负极孔隙结构限定，形成类凝胶体，侧面提升了硅碳负极的持液（液态合金）能力。
[0012] 作为优化，所述锂锡合金中可加入锂锡合金质量0.03 0.1倍的快离子导体和锂锡~合金质量0.1 0.2倍的改性四钛酸；所述快离子导体为Li2S-P2S5，Li2S-SiS2，Li2S-GeS2，~
Li10GeP2S12或Li10SnP2S12中任意一种；所述改性四钛酸改性二氧化钛与四钛酸混合反应制得。
Li10GeP2S12或Li10SnP2S12中任意一种；所述改性四钛酸改性二氧化钛与四钛酸混合反应制得。
[0013] 有益效果为：一方面快离子导体的加入可改变液态锂合金粘度，让液态锂合金可以稳定存储于体系内部，另一方面快离子导体可增加产品的导电率。
[0015] 有益效果为：采用明胶、细菌纤维素、壳聚糖，在戊二醛作用下形成凝胶状纤维，并利用正硅酸乙酯为硅源，水解形成二氧化硅，且一旦有二氧化硅形成，即会被凝胶吸附固定，从而在凝胶表面形成纳米二氧化硅层，在高温环境下，首先发生的是有机凝胶的热解和炭化，形成多孔纤维骨架，随着温度的进一步上升，多孔炭质纤维骨架逐渐收缩，而表面包覆的二氧化硅层起到良好的支撑作用，内外相互作用力后，纤维发生扭曲，使纤维表面呈波浪形褶皱，该结构的形成有利于储存液态锂锡合金，并将其限定在褶皱结构和孔隙内；随着温度进一步升高，二氧化硅被碳还原，转变为氧化亚硅或单质硅，最终形成硅碳复合材料。
[0016] 作为优化，所述锂电池负极材料包括以下重量份数的原料组分：35份集流体和15份活性物质涂层。
[0017] 作为优化，一种锂电池负极材料的制备方法，具体制备步骤为：（1）碳硅复合材料的制备；
（2）活性物质涂层的制备；
（3）集流体与活性物质涂层的复合；
（4）对步骤（3）所得产品的进行指标分析。
（2）活性物质涂层的制备；
（3）集流体与活性物质涂层的复合；
（4）对步骤（3）所得产品的进行指标分析。
[0018] 有益效果为：通过负压浸渍，使液态锂合金有效浸渍渗透浸入硅碳复合材料中，被硅碳复合材料有效吸附固定。
[0019] 作为以后，一种锂电池负极材料的制备方法，具体制备步骤为：（1）将明胶和水按质量比为1：10～1：20混合分散后，搅拌溶解，再加入明胶质量1～3%的细菌纤维素，明胶质量4～8%的壳聚糖，明胶质量0.3～0.5%的戊二醛，明胶质量10～15%的正硅酸乙酯，加热搅拌反应后，静电纺丝，得复合纤维，再于氮气气氛下，将复合纤维以
0.8～1.2℃/min速率升温至1480～1500℃，保温反应4～6h后，用干冰以20～30℃/min速率降至室温，出料，压制，切成厚度为1～3mm的薄片；
（2）于惰性气体保护状态下，将步骤（1）所得物质和液态锂合混合，并向步骤（1）所得物质和液态锂合的混合物中加入液态锂合金质量0.1倍的快离子导体和液态锂合金质量0.1倍的改性四钛酸，随后抽真空至600～800Pa，保压浸渍30～60min；
（3）将集流体与步骤（2）所得物质按质量比2：1混合，并用集流体质量0.2 0.4倍的粘结~
剂进行粘合；
（4）对步骤（3）所得产品的进行指标分析。
0.8～1.2℃/min速率升温至1480～1500℃，保温反应4～6h后，用干冰以20～30℃/min速率降至室温，出料，压制，切成厚度为1～3mm的薄片；
（2）于惰性气体保护状态下，将步骤（1）所得物质和液态锂合混合，并向步骤（1）所得物质和液态锂合的混合物中加入液态锂合金质量0.1倍的快离子导体和液态锂合金质量0.1倍的改性四钛酸，随后抽真空至600～800Pa，保压浸渍30～60min；
（3）将集流体与步骤（2）所得物质按质量比2：1混合，并用集流体质量0.2 0.4倍的粘结~
剂进行粘合；
（4）对步骤（3）所得产品的进行指标分析。
[0020] 作为优化，步骤（3）所述粘结剂为PVDF溶液；所述PVDF溶液是由PVDF和溶剂按质量比为1：8～1：10复配而成；所述溶剂为NMP，DMF，DMSO，TEP或DMAc中的任意一种。
[0021] 有益效果为：采用上述溶剂，有利于PVDF的有效溶解，并提升粘结剂在集流体以及硅碳复合材料浸渍薄片表面的流动性和润湿性能，有利于两者界面处形成有机结合，降低界面阻抗，且可有效避免充放电循环过程中两者发生分离。
[0022] 作为优化，步骤（2）所述改性四钛酸的制备方法为将二氧化钛与碳酸钾按质量比3：1混合研磨，并于温度为800℃的条件下煅烧13h后，得四钛酸钾，将四钛酸钾与质量分数为10%的盐酸按质量比1：10混合，浸泡，过滤，洗涤，干燥，得四钛酸，将四钛酸与去离子水按质量比1：50混合，并加入四钛酸质量0.1 0.3倍的氨基化二氧化钛，超声分散后，过滤，干~
燥，得改性四钛酸；所述氨基化二氧化钛为将纳米二氧化钛与水按质量比1：10混合，并加入纳米二氧化钛质量1 2倍的氨丙基三乙氧基硅烷和纳米二氧化钛质量0.1 0.3倍的氨水，搅~ ~
拌反应后，过滤，得氨基化二氧化钛。
燥，得改性四钛酸；所述氨基化二氧化钛为将纳米二氧化钛与水按质量比1：10混合，并加入纳米二氧化钛质量1 2倍的氨丙基三乙氧基硅烷和纳米二氧化钛质量0.1 0.3倍的氨水，搅~ ~
拌反应后，过滤，得氨基化二氧化钛。
具体实施方式
[0023] 下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0024] 为了更清楚的说明本发明提供的方法通过以下实施例进行详细说明，在以下实施例中制作的锂电池负极材料的各指标测试方法如下：首先以金属锂片作为对电极，电解液为含1.0MLiPF6的EC/DMC(v/v=1/1)电解液，隔膜采用聚乙烯隔膜，在手套箱中按正极壳、工作电极极片、隔膜、锂片、泡沫镍、不锈钢垫片、负极壳组装成扣式电池。
[0025] 电池测试：采用武汉蓝电测试系统考察扣式电池的电化学性能，充放电倍率为0.1C，充电电压范围为5mV-1.5V。
[0026] 工作电极极片膨胀率测试：将电池循环500周后进行拆解，测量工作电极极片的厚度，计算极片膨胀率。
[0027] 实施例1一种锂电池负极材料，按重量份数计，主要包括以下重量份数的原料组分：35份集流体和15份活性物质涂层。
[0028] 一种锂电池负极材料的制备方法，所述锂电池负极材料的制备方法主要包括以下制备步骤：（1）将明胶和水按质量比为1：10混合后，于室温条件下静置溶胀6h，再用搅拌器以
300r/min速率搅拌溶解10min，随后再依次加入明胶质量1%的细菌纤维素，明胶质量4%的壳聚糖，明胶质量0.3%的戊二醛，以及明胶质量10%的正硅酸乙酯，再于温度为55℃，搅拌转速为400r/min条件下，加热搅拌反应4h，得纺丝液，再将所得纺丝液纺成平均直径为0.4mm的纤维，得复合纤维；再将所得复合纤维于氮气气氛下，以0.8℃/min速率加热升温至1480℃，保温反应4h后，趁热取出，并用干冰以20℃/min速率降至室温，出料，并于压力为0.3MPa条件下压制后，切成厚度为1mm的薄片；
（2）按质量比为1：3将液态锂合金和步骤（1）所得物质混合加入反应器中，并向步骤（1）所得物质和液态锂合的混合物中加入液态锂合金质量0.1倍的快离子导体和液态锂合金质量0.1倍的改性四钛酸，于惰性气体保护状态下混合后，抽真空至600Pa，保压浸渍30min；
（3）采用铜箔为集流体，先将PVDF溶液涂覆于集流体表面，控制涂覆量为5mg/cm2，再于惰性气体保护状态下，将集流体质量0.5倍的步骤（2）所得物质贴合于涂覆了PVDF溶液的集流体表面，用压力为0.2MPa辊压后，真空干燥；
（4）对步骤（3）所得产品的进行指标分析。
300r/min速率搅拌溶解10min，随后再依次加入明胶质量1%的细菌纤维素，明胶质量4%的壳聚糖，明胶质量0.3%的戊二醛，以及明胶质量10%的正硅酸乙酯，再于温度为55℃，搅拌转速为400r/min条件下，加热搅拌反应4h，得纺丝液，再将所得纺丝液纺成平均直径为0.4mm的纤维，得复合纤维；再将所得复合纤维于氮气气氛下，以0.8℃/min速率加热升温至1480℃，保温反应4h后，趁热取出，并用干冰以20℃/min速率降至室温，出料，并于压力为0.3MPa条件下压制后，切成厚度为1mm的薄片；
（2）按质量比为1：3将液态锂合金和步骤（1）所得物质混合加入反应器中，并向步骤（1）所得物质和液态锂合的混合物中加入液态锂合金质量0.1倍的快离子导体和液态锂合金质量0.1倍的改性四钛酸，于惰性气体保护状态下混合后，抽真空至600Pa，保压浸渍30min；
（3）采用铜箔为集流体，先将PVDF溶液涂覆于集流体表面，控制涂覆量为5mg/cm2，再于惰性气体保护状态下，将集流体质量0.5倍的步骤（2）所得物质贴合于涂覆了PVDF溶液的集流体表面，用压力为0.2MPa辊压后，真空干燥；
（4）对步骤（3）所得产品的进行指标分析。
[0029] 作为优化，步骤（2）所述液态锂合金为锂锡合金。所述锂锡合金中，锂和锡的质量比为1：3。所述锂锡合金中，包括锂质量3%的硼。
[0030] 作为优化，步骤（2）所述PVDF溶液是由PVDF和溶剂按质量比为1：8复配而成；所述溶剂为NMP。
[0031] 作为优化，步骤（2）所述改性四钛酸的制备方法为将二氧化钛与碳酸钾按质量比3：1混合研磨，并于温度为800℃的条件下煅烧13h后，得四钛酸钾，将四钛酸钾与质量分数为10%的盐酸按质量比1：10混合，浸泡，过滤，洗涤，干燥，得四钛酸，将四钛酸与去离子水按质量比1：50混合，并加入四钛酸质量0.3倍的氨基化二氧化钛，超声分散后，过滤，干燥，得改性四钛酸；所述氨基化二氧化钛为将纳米二氧化钛与水按质量比1：10混合，并加入纳米二氧化钛质量2倍的氨丙基三乙氧基硅烷和纳米二氧化钛质量0.3倍的氨水，搅拌反应后，过滤，得氨基化二氧化钛。
[0032] 作为优化，所述快离子导体为Li2S-P2S5。
[0033] 实施例2（相比于实施例1不添加锂锡合金）一种锂电池负极材料，按重量份数计，主要包括以下重量份数的原料组分：30份集流体和15份活性物质涂层。
[0034] 一种锂电池负极材料的制备方法，所述锂电池负极材料的制备方法主要包括以下制备步骤：（1）将明胶和水按质量比为1：10混合后，于室温条件下静置溶胀6h，再用搅拌器以
300r/min速率搅拌溶解10min，随后再依次加入明胶质量1%的细菌纤维素，明胶质量4%的壳聚糖，明胶质量0.3%的戊二醛，以及明胶质量10%的正硅酸乙酯，再于温度为55℃，搅拌转速为400r/min条件下，加热搅拌反应4h，得纺丝液，再将所得纺丝液纺成平均直径为0.4mm的纤维，得复合纤维；再将所得复合纤维于氮气气氛下，以0.8℃/min速率加热升温至1480℃，保温反应4h后，趁热取出，并用干冰以20℃/min速率降至室温，出料，并于压力为0.3MPa条件下压制后，切成厚度为1mm的薄片；
（2）采用铜箔为集流体，先将PVDF溶液涂覆于集流体表面，控制涂覆量为5mg/cm2，再于惰性气体保护状态下，将集流体质量0.5倍的步骤（1）所得物质贴合于涂覆了PVDF溶液的集流体表面，用压力为0.2MPa辊压后，真空干燥；
（3）对步骤（2）所得产品的进行指标分析。
300r/min速率搅拌溶解10min，随后再依次加入明胶质量1%的细菌纤维素，明胶质量4%的壳聚糖，明胶质量0.3%的戊二醛，以及明胶质量10%的正硅酸乙酯，再于温度为55℃，搅拌转速为400r/min条件下，加热搅拌反应4h，得纺丝液，再将所得纺丝液纺成平均直径为0.4mm的纤维，得复合纤维；再将所得复合纤维于氮气气氛下，以0.8℃/min速率加热升温至1480℃，保温反应4h后，趁热取出，并用干冰以20℃/min速率降至室温，出料，并于压力为0.3MPa条件下压制后，切成厚度为1mm的薄片；
（2）采用铜箔为集流体，先将PVDF溶液涂覆于集流体表面，控制涂覆量为5mg/cm2，再于惰性气体保护状态下，将集流体质量0.5倍的步骤（1）所得物质贴合于涂覆了PVDF溶液的集流体表面，用压力为0.2MPa辊压后，真空干燥；
（3）对步骤（2）所得产品的进行指标分析。
[0035] 作为优化，所述PVDF溶液是由PVDF和溶剂按质量比为1：8复配而成；所述溶剂为NMP。
[0036] 实施例3（相比于实施例1，采用液态锂镁合金）一种锂电池负极材料，按重量份数计，主要包括以下重量份数的原料组分35份集流体和12份活性物质涂层。
[0037] 一种锂电池负极材料的制备方法，所述锂电池负极材料的制备方法主要包括以下制备步骤：（1）将明胶和水按质量比为1：10混合后，于室温条件下静置溶胀6h，再用搅拌器以
300r/min速率搅拌溶解10min，随后再依次加入明胶质量1%的细菌纤维素，明胶质量4%的壳聚糖，明胶质量0.3%的戊二醛，以及明胶质量10%的正硅酸乙酯，再于温度为55℃，搅拌转速为400r/min条件下，加热搅拌反应4h，得纺丝液，再将所得纺丝液纺成平均直径为0.4mm的纤维，得复合纤维；再将所得复合纤维于氮气气氛下，以0.8℃/min速率加热升温至1480℃，保温反应4h后，趁热取出，并用干冰以20℃/min速率降至室温，出料，并于压力为0.3MPa条件下压制后，切成厚度为1mm的薄片；
（2）按质量比为1：3将液态锂合金和步骤（1）所得物质混合加入反应器中，并向步骤（1）所得物质和液态锂合的混合物中加入液态锂合金质量0.1倍的快离子导体和液态锂合金质量0.1倍的改性四钛酸，于惰性气体保护状态下混合后，抽真空至600Pa，保压浸渍30min；
（3）采用铜箔为集流体，先将PVDF溶液涂覆于集流体表面，控制涂覆量为5mg/cm2，再于惰性气体保护状态下，将集流体质量0.5倍的步骤（2）所得物质贴合于涂覆了PVDF溶液的集流体表面，用压力为0.2MPa辊压后，真空干燥；
（4）对步骤（3）所得产品的进行指标分析。
300r/min速率搅拌溶解10min，随后再依次加入明胶质量1%的细菌纤维素，明胶质量4%的壳聚糖，明胶质量0.3%的戊二醛，以及明胶质量10%的正硅酸乙酯，再于温度为55℃，搅拌转速为400r/min条件下，加热搅拌反应4h，得纺丝液，再将所得纺丝液纺成平均直径为0.4mm的纤维，得复合纤维；再将所得复合纤维于氮气气氛下，以0.8℃/min速率加热升温至1480℃，保温反应4h后，趁热取出，并用干冰以20℃/min速率降至室温，出料，并于压力为0.3MPa条件下压制后，切成厚度为1mm的薄片；
（2）按质量比为1：3将液态锂合金和步骤（1）所得物质混合加入反应器中，并向步骤（1）所得物质和液态锂合的混合物中加入液态锂合金质量0.1倍的快离子导体和液态锂合金质量0.1倍的改性四钛酸，于惰性气体保护状态下混合后，抽真空至600Pa，保压浸渍30min；
（3）采用铜箔为集流体，先将PVDF溶液涂覆于集流体表面，控制涂覆量为5mg/cm2，再于惰性气体保护状态下，将集流体质量0.5倍的步骤（2）所得物质贴合于涂覆了PVDF溶液的集流体表面，用压力为0.2MPa辊压后，真空干燥；
（4）对步骤（3）所得产品的进行指标分析。
[0038] 作为优化，步骤（2）所述液态锂合金为锂镁合金；所述锂镁合金中，锂和镁的质量比为1：3；所述锂镁合金中，包括锂质量3%的硼。
[0039] 作为优化，步骤（3）所述PVDF溶液是由PVDF和溶剂按质量比为1：8复配而成；所述溶剂为NMP。
[0040] 作为优化，步骤（2）所述改性四钛酸的制备方法为将二氧化钛与碳酸钾按质量比3：1混合研磨，并于温度为800℃的条件下煅烧13h后，得四钛酸钾，将四钛酸钾与质量分数为10%的盐酸按质量比1：10混合，浸泡，过滤，洗涤，干燥，得四钛酸，将四钛酸与去离子水按质量比1：50混合，并加入四钛酸质量0.3倍的氨基化二氧化钛，超声分散后，过滤，干燥，得改性四钛酸；所述氨基化二氧化钛为将纳米二氧化钛与水按质量比1：10混合，并加入纳米二氧化钛质量2倍的氨丙基三乙氧基硅烷和纳米二氧化钛质量0.3倍的氨水，搅拌反应后，过滤，得氨基化二氧化钛。
[0041] 作为优化，所述快离子导体为Li2S-P2S5。
[0042] 实施例4（相比于实施例1，不添加硼）一种锂电池负极材料，按重量份数计，主要包括以下重量份数的原料组分：36份集流体和12份活性物质涂层。
[0043] 一种锂电池负极材料的制备方法，所述锂电池负极材料的制备方法主要包括以下制备步骤：（1）将明胶和水按质量比为1：10混合后，于室温条件下静置溶胀6h，再用搅拌器以
300r/min速率搅拌溶解10min，随后再依次加入明胶质量1%的细菌纤维素，明胶质量4%的壳聚糖，明胶质量0.3%的戊二醛，以及明胶质量10%的正硅酸乙酯，再于温度为55℃，搅拌转速为400r/min条件下，加热搅拌反应4h，得纺丝液，再将所得纺丝液纺成平均直径为0.4mm的纤维，得复合纤维；再将所得复合纤维于氮气气氛下，以0.8℃/min速率加热升温至1480℃，保温反应4h后，趁热取出，并用干冰以20℃/min速率降至室温，出料，并于压力为0.3MPa条件下压制后，切成厚度为1mm的薄片；
（2）按质量比为1：3将液态锂合金和步骤（1）所得物质混合加入反应器中，并向步骤（1）所得物质和液态锂合的混合物中加入液态锂合金质量0.1倍的快离子导体和液态锂合金质量0.1倍的改性四钛酸，于惰性气体保护状态下混合后，抽真空至600Pa，保压浸渍30min；
（3）采用铜箔为集流体，先将PVDF溶液涂覆于集流体表面，控制涂覆量为5mg/cm2，再于惰性气体保护状态下，将集流体质量0.5倍的步骤（2）所得物质贴合于涂覆了PVDF溶液的集流体表面，用压力为0.2MPa辊压后，真空干燥；
（4）对步骤（3）所得产品的进行指标分析。
300r/min速率搅拌溶解10min，随后再依次加入明胶质量1%的细菌纤维素，明胶质量4%的壳聚糖，明胶质量0.3%的戊二醛，以及明胶质量10%的正硅酸乙酯，再于温度为55℃，搅拌转速为400r/min条件下，加热搅拌反应4h，得纺丝液，再将所得纺丝液纺成平均直径为0.4mm的纤维，得复合纤维；再将所得复合纤维于氮气气氛下，以0.8℃/min速率加热升温至1480℃，保温反应4h后，趁热取出，并用干冰以20℃/min速率降至室温，出料，并于压力为0.3MPa条件下压制后，切成厚度为1mm的薄片；
（2）按质量比为1：3将液态锂合金和步骤（1）所得物质混合加入反应器中，并向步骤（1）所得物质和液态锂合的混合物中加入液态锂合金质量0.1倍的快离子导体和液态锂合金质量0.1倍的改性四钛酸，于惰性气体保护状态下混合后，抽真空至600Pa，保压浸渍30min；
（3）采用铜箔为集流体，先将PVDF溶液涂覆于集流体表面，控制涂覆量为5mg/cm2，再于惰性气体保护状态下，将集流体质量0.5倍的步骤（2）所得物质贴合于涂覆了PVDF溶液的集流体表面，用压力为0.2MPa辊压后，真空干燥；
（4）对步骤（3）所得产品的进行指标分析。
[0044] 作为优化，步骤（2）所述液态锂合金为锂锡合金；所述锂锡合金中，锂和锡的质量比为1：3。
[0045] 作为优化，步骤（3）所述PVDF溶液是由PVDF和溶剂按质量比为1：8复配而成；所述溶剂为NMP。
[0046] 作为优化，步骤（2）所述改性四钛酸的制备方法为将二氧化钛与碳酸钾按质量比3：1混合研磨，并于温度为800℃的条件下煅烧13h后，得四钛酸钾，将四钛酸钾与质量分数为10%的盐酸按质量比1：10混合，浸泡，过滤，洗涤，干燥，得四钛酸，将四钛酸与去离子水按质量比1：50混合，并加入四钛酸质量0.3倍的氨基化二氧化钛，超声分散后，过滤，干燥，得改性四钛酸；所述氨基化二氧化钛为将纳米二氧化钛与水按质量比1：10混合，并加入纳米二氧化钛质量2倍的氨丙基三乙氧基硅烷和纳米二氧化钛质量0.3倍的氨水，搅拌反应后，过滤，得氨基化二氧化钛。
[0047] 作为优化，所述快离子导体为Li2S-P2S5。
[0048] 实施例5（相比于实施例1，不添加正硅酸乙酯）一种锂电池负极材料，按重量份数计，主要包括以下重量份数的原料组分40份集流体和15份活性物质涂层。
[0049] 一种锂电池负极材料的制备方法，所述锂电池负极材料的制备方法主要包括以下制备步骤：（1）将明胶和水按质量比为1：10混合后，于室温条件下静置溶胀6h，再用搅拌器以
300r/min速率搅拌溶解10min，随后再依次加入明胶质量1%的细菌纤维素，明胶质量4%的壳聚糖，明胶质量0.3%的戊二醛，再于温度为55℃，搅拌转速为400r/min条件下，加热搅拌反应4h，得纺丝液，再将所得纺丝液纺成平均直径为0.4mm的纤维，得复合纤维；再将所得复合纤维于氮气气氛下，以0.8℃/min速率加热升温至1480℃，保温反应4h后，趁热取出，并用干冰以20℃/min速率降至室温，出料，并于压力为0.3MPa条件下压制后，切成厚度为1mm的薄片；
（2）按质量比为1：3将液态锂合金和步骤（1）所得物质加入反应器中，并向步骤（1）所得物质和液态锂合的混合物中加入液态锂合金质量0.1倍的快离子导体和液态锂合金质量
0.1倍的改性四钛酸，于惰性气体保护状态下混合后，抽真空至600Pa，保压浸渍30min；
（3）采用铜箔为集流体，先将PVDF溶液涂覆于集流体表面，控制涂覆量为5mg/cm2，再于惰性气体保护状态下，将集流体质量0.5倍的步骤（2）所得物质贴合于涂覆了PVDF溶液的集流体表面，用压力为0.2MPa辊压后，真空干燥；
（4）对步骤（3）所得产品的进行指标分析。
300r/min速率搅拌溶解10min，随后再依次加入明胶质量1%的细菌纤维素，明胶质量4%的壳聚糖，明胶质量0.3%的戊二醛，再于温度为55℃，搅拌转速为400r/min条件下，加热搅拌反应4h，得纺丝液，再将所得纺丝液纺成平均直径为0.4mm的纤维，得复合纤维；再将所得复合纤维于氮气气氛下，以0.8℃/min速率加热升温至1480℃，保温反应4h后，趁热取出，并用干冰以20℃/min速率降至室温，出料，并于压力为0.3MPa条件下压制后，切成厚度为1mm的薄片；
（2）按质量比为1：3将液态锂合金和步骤（1）所得物质加入反应器中，并向步骤（1）所得物质和液态锂合的混合物中加入液态锂合金质量0.1倍的快离子导体和液态锂合金质量
0.1倍的改性四钛酸，于惰性气体保护状态下混合后，抽真空至600Pa，保压浸渍30min；
（3）采用铜箔为集流体，先将PVDF溶液涂覆于集流体表面，控制涂覆量为5mg/cm2，再于惰性气体保护状态下，将集流体质量0.5倍的步骤（2）所得物质贴合于涂覆了PVDF溶液的集流体表面，用压力为0.2MPa辊压后，真空干燥；
（4）对步骤（3）所得产品的进行指标分析。
[0050] 作为优化，步骤（2）所述液态锂合金为锂锡合金；所述锂锡合金中，锂和锡的质量比为1：3。所述锂锡合金中，包括锂质量3%的硼。
[0051] 作为优化，步骤（3）所述PVDF溶液是由PVDF和溶剂按质量比为1：8复配而成；所述溶剂为NMP。
[0052] 作为优化，步骤（2）所述改性四钛酸的制备方法为将二氧化钛与碳酸钾按质量比3：1混合研磨，并于温度为800℃的条件下煅烧13h后，得四钛酸钾，将四钛酸钾与质量分数为10%的盐酸按质量比1：10混合，浸泡，过滤，洗涤，干燥，得四钛酸，将四钛酸与去离子水按质量比1：50混合，并加入四钛酸质量0.3倍的氨基化二氧化钛，超声分散后，过滤，干燥，得改性四钛酸；所述氨基化二氧化钛为将纳米二氧化钛与水按质量比1：10混合，并加入纳米二氧化钛质量2倍的氨丙基三乙氧基硅烷和纳米二氧化钛质量0.3倍的氨水，搅拌反应后，过滤，得氨基化二氧化钛。
[0053] 作为优化，所述快离子导体为Li2S-P2S5。
[0054] 效果例下表1给出了采用本发明实施例1至5制备的锂电池负极材料的保持率与膨胀率的分析结果。
[0055] 表1由表1检测结果可知，采用本申请技术方案制得的产品具有良好的容量保持率，且可有效避免电池充放电循环过程中的膨胀问题，在测试过程中，未出现电池安全问题，由此可知，在测试过程中并未出现锂枝晶引起的短路问题。
[0056] 对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
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