本發明屬于鋰離子電池技術領域，尤其涉及一種穩定化鋰金屬粉末的制備方法。
背景技術：
鋰離子電池在化成的過程中由于固體電解質膜（SEI膜）的形成而消耗部分鋰，由此而造成正極材料鋰的損失，從而降低了電池的容量，造成首次效率的降低。這在以合金材料（如硅合金和錫合金等）為活性物質的負極片中表現得尤為明顯。
為此，人們探索了各種方法對電池的負極片進行補鋰，例如，專利申請CN101790806，CN1830110，CN101522343和US2009/0035663均公開了一種穩定化鋰金屬粉末及其在鋰電池中補鋰的應用。ZL201210056121.9則公開了一種能夠有效改善陽極導電子性和導離子性的穩定化鋰金屬粉末，但是其在說明書中公開的穩定化鋰金屬粉末的制備方法工序復雜，收率低，成本高。
有鑒于此，確有必要提供一種工序簡單、收率高、成本較低的穩定化鋰金屬粉末的制備方法。
技術實現要素：
本發明的目的在于：針對現有技術的不足，而提供一種工序簡單、收率高、成本較低的穩定化鋰金屬粉末的制備方法。
為了實現上述目的，本發明所采用如下技術方案：
穩定化鋰金屬粉末的制備方法，包括以下步驟：
步驟一，將低溫固體瀝青加入帶夾套的反應釜中，加熱使其熔融；
步驟二，在惰性氣體氛圍下，將電池級純度的鋰金屬裁切成小片；
步驟三，在惰性氣體氛圍下，將鋰離子良導體以及步驟二的鋰金屬加入熔融后的瀝青中，攪拌，使鋰金屬和鋰離子良導體被包裹于熔融后的低溫固體瀝青內，得到前驅體；
步驟四，將步驟三的前驅體加入惰性氣體氛圍下的石墨化爐中，并加熱至2500℃～3500℃，使瀝青石墨化，得到穩定化鋰金屬粉末。
作為本發明穩定化鋰金屬粉末的制備方法的一種改進，步驟三中，所述鋰金屬、所述鋰離子良導體和所述低溫固體瀝青的質量百分比分別為0.1%～50%，0.1%～50%，1%～80%。
作為本發明穩定化鋰金屬粉末的制備方法的一種改進，所述鋰離子良導體的中值粒徑為100nm～50μm。
作為本發明穩定化鋰金屬粉末的制備方法的一種改進，步驟二中所述石墨化的持續時間為2h～48h。
作為本發明穩定化鋰金屬粉末的制備方法的一種改進，所述惰性氣體氛圍為氬氣氛圍或氮氣氛圍。
作為本發明穩定化鋰金屬粉末的制備方法的一種改進，所述低溫固體瀝青的熔融溫度小于180℃。
作為本發明穩定化鋰金屬粉末的制備方法的一種改進，步驟二中，切成小片后的鋰金屬的截面形狀為長方形、圓形、三角形、橢圓形或梯形。
作為本發明穩定化鋰金屬粉末的制備方法的一種改進，切成小片后的鋰金屬的體積小于20cm3。
作為本發明穩定化鋰金屬粉末的制備方法的一種改進，所述鋰離子良導體為LiF、TiO2、SiO2、SnO2、SiC和Al2O3中的至少一種。
相對于現有技術，本發明通過先使低溫固體瀝青熔融，然后再將鋰離子良導體和鋰金屬小片加入熔融后的瀝青中，使得鋰離子良導體和鋰金屬小片被包裹于瀝青中，最后再通過石墨化使得瀝青轉換為石墨，從而形成在鋰金屬的表面包裹有石墨和鋰離子良導體的穩定化鋰金屬粉末，即形成了具有核殼結構的粉末顆粒。其中，石墨是電子良導體，它和鋰離子良導體共同形成包覆在鋰金屬外圍的殼層，從而可以避免內部的鋰金屬粉末與外界空氣接觸，有效的保證鋰金屬粉末的化學穩定性，同時殼層中存在的快速的電子和鋰離子通道保證了其即使在殼層不受損的情況下亦可讓殼內的鋰金屬與活性物質間進行鋰的交換，從而實現為鋰離子電池的補鋰，以延長鋰離子電池的使用壽命。
整個方法簡單易行，收率高，且成本較低。
具體實施方式
下面結合實施例，對本發明作進一步詳細的描述，但本發明的實施方式不限于此。
實施例1
本實施例提供的一種穩定化鋰金屬粉末的制備方法，包括以下步驟：
步驟一，將熔融溫度小于180℃的低溫固體瀝青加入帶夾套的反應釜中，加熱使其熔融；
步驟二，在氬氣氛圍下，將電池級純度的鋰金屬裁切成小片，切成小片后的鋰金屬的截面形狀為長方形，且切成小片后的鋰金屬的體積小于20cm3。
步驟三，在氬氣氛圍下，將LiF以及步驟二的鋰金屬加入熔融后的瀝青中，攪拌，使鋰金屬和LiF被包裹于熔融后的低溫固體瀝青內，得到前驅體，其中，鋰金屬、LiF和低溫固體瀝青的質量百分比分別為10%，20%，70%，LiF的中值粒徑為500nm。
步驟四，將步驟三的前驅體加入氬氣氛圍下的石墨化爐中，并加熱至3000℃，并在該溫度下保持10h，使瀝青石墨化，得到穩定化鋰金屬粉末。
實施例2
本實施例提供的一種穩定化鋰金屬粉末的制備方法，包括以下步驟：
步驟一，將熔融溫度小于180℃的低溫固體瀝青加入帶夾套的反應釜中，加熱使其熔融；
步驟二，在氮氣氛圍下，將電池級純度的鋰金屬裁切成小片，切成小片后的鋰金屬的截面形狀為圓形，且切成小片后的鋰金屬的體積小于20cm3。
步驟三，在氮氣氛圍下，將TiO2以及步驟二的鋰金屬加入熔融后的瀝青中，攪拌，使鋰金屬和TiO2被包裹于熔融后的低溫固體瀝青內，得到前驅體，其中，鋰金屬、TiO2和低溫固體瀝青的質量百分比分別為15%，25%，60%，TiO2的中值粒徑為1μm。
步驟四，將步驟三的前驅體加入氮氣氛圍下的石墨化爐中，并加熱至3200℃，并在該溫度下保持18h，使瀝青石墨化，得到穩定化鋰金屬粉末。
實施例3
本實施例提供的一種穩定化鋰金屬粉末的制備方法，包括以下步驟：
步驟一，將熔融溫度小于180℃的低溫固體瀝青加入帶夾套的反應釜中，加熱使其熔融；
步驟二，在氮氣氛圍下，將電池級純度的鋰金屬裁切成小片，切成小片后的鋰金屬的截面形狀為橢圓形，且切成小片后的鋰金屬的體積小于20cm3。
步驟三，在氮氣氛圍下，將Al2O3以及步驟二的鋰金屬加入熔融后的瀝青中，攪拌，使鋰金屬和Al2O3被包裹于熔融后的低溫固體瀝青內，得到前驅體，其中，鋰金屬、Al2O3和低溫固體瀝青的質量百分比分別為5%，30%，65%，Al2O3的中值粒徑為5μm。
步驟四，將步驟三的前驅體加入氮氣氛圍下的石墨化爐中，并加熱至3400℃，并在該溫度下保持24h，使瀝青石墨化，得到穩定化鋰金屬粉末。
實施例4
本實施例提供的一種穩定化鋰金屬粉末的制備方法，包括以下步驟：
步驟一，將熔融溫度小于180℃的低溫固體瀝青加入帶夾套的反應釜中，加熱使其熔融；
步驟二，在氮氣氛圍下，將電池級純度的鋰金屬裁切成小片，切成小片后的鋰金屬的截面形狀為梯形，且切成小片后的鋰金屬的體積小于20cm3。
步驟三，在氮氣氛圍下，將SiO2以及步驟二的鋰金屬加入熔融后的瀝青中，攪拌，使鋰金屬和SiO2被包裹于熔融后的低溫固體瀝青內，得到前驅體，其中，鋰金屬、SiO2和低溫固體瀝青的質量百分比分別為30%，20%，50%，SiO2的中值粒徑為10μm。
步驟四，將步驟三的前驅體加入氮氣氛圍下的石墨化爐中，并加熱至2800℃，并在該溫度下保持36h，使瀝青石墨化，得到穩定化鋰金屬粉末。
實施例5
本實施例提供的一種穩定化鋰金屬粉末的制備方法，包括以下步驟：
步驟一，將熔融溫度小于180℃的低溫固體瀝青加入帶夾套的反應釜中，加熱使其熔融；
步驟二，在氬氣氛圍下，將電池級純度的鋰金屬裁切成小片，切成小片后的鋰金屬的截面形狀為三角形，且切成小片后的鋰金屬的體積小于20cm3。
步驟三，在氬氣氛圍下，將SnO2、SiC以及步驟二的鋰金屬加入熔融后的瀝青中，攪拌，使鋰金屬和SnO2、SiC被包裹于熔融后的低溫固體瀝青內，得到前驅體，其中，鋰金屬、SnO2、SiC和低溫固體瀝青的質量百分比分別為25%，20%，20%，35%，SnO2的中值粒徑為800nm，SiC的中值粒徑為1.2μm。
步驟四，將步驟三的前驅體加入氬氣氛圍下的石墨化爐中，并加熱至2900℃，并在該溫度下保持40h，使瀝青石墨化，得到穩定化鋰金屬粉末。
根據上述說明書的揭示和教導，本發明所屬領域的技術人員還可以對上述實施方式進行變更和修改。因此，本發明并不局限于上面揭示和描述的具體實施方式，對本發明的一些修改和變更也應當落入本發明的權利要求的保護范圍內。此外，盡管本說明書中使用了一些特定的術語，但這些術語只是為了方便說明，并不對本發明構成任何限制。