[发明专利]一种电池用锡铜镍合金负极材料的制备方法无效
申请号: | 200710008997.5 | 申请日: | 2007-05-23 |
公开(公告)号: | CN101093884A | 公开(公告)日: | 2007-12-26 |
发明(设计)人: | 童庆松;黄熠;施继成;徐伟;生瑜;卢阳 | 申请(专利权)人: | 福建师范大学 |
主分类号: | H01M4/29 | 分类号: | H01M4/29 |
代理公司: | 福州元创专利代理有限公司 | 代理人: | 蔡学俊 |
地址: | 350108福建省福州*** | 国省代码: | 福建;35 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 电池 用锡铜 镍合金 负极 材料 制备 方法 | ||
技术领域
本发明涉及一种用于电池的锡铜镍合金负极材料的制备方法。
技术背景
锂离子电池大多使用石墨化碳负极材料。这种材料放电的电压平台低,比容量为370mAh/g,导电性较好,具有充放电时无电压滞后效应等优点。然而,对于迅速发展的可移动电子设备对能源系统的要求来说,碳负极材料的充放电容量不能满足需求。在首次放电过程中生成的钝化(SEI)膜会造成初始放电的不可逆容量大,高温时更可能因保护层分解,导致电池失效或引起安全性问题[唐致远,吴菲,电源技术,2006,30(2):155-161]。在这种情况下,人们不断寻找新型负极材料。其中,锡负极材料的研究得到了重视[Kepler K D,Vaughey J T,ThackerayM M,J Power Sources,1999,81-82:383-387;Li N.C.,Martin C.R.J.Electrochem.Soc,2001,148(2),A164;Nazar L.F.,Goward G.,Leroux F.et al Internation.J.Inorgan.Materials,2001,(3),191.;Read J.,FosterD.,Wolfenstine J.,et al.J.Power Sources.2001.96.277.]。用于锂离子电池,锡负极材料与电池电解液的相容性好、储锂容量大、材料的体积比容量高。不过,在充放电过程中,该材料也存在第一周期不可逆容量较大、容量衰减大、大电流放电性能不好等缺点。为此,已采用在锡中添加其他元素,通过制备合金等方法来改善性能[Wolfenstine J.,Campos S.,Foster D.,et al.J.PowerSources,2002,109:230-233.;Ehrlich G.M.,Durand C.,Chen X.,et al,J.Electrochem.Soc.,2000,147(3):886-891.]。其中,锡镍合金的制备得到了重视。电沉积[Ke F.,Huang L.,Jiang H.,et al.Electrochem.Commun.,2007,(9):228-232]、电化学掺杂方法[郑书发,史鹏飞,程新群,电源技术,2006,30(1):24-27]、KBH4和H2还原法[董全峰,詹亚丁,金明钢等,电池,2005,35(1):3-5]等被用于制备晶态和非晶态锡镍合1金。由于电镀法制备锡基合金具有制备条件控制容易,价格较低廉,所用原料有多种方案可供选择等优点,已经得到了重视。如,Mukaibo等[Mukaibo H.,Momma T.,Osaka T.,J.Power Sources,2005,146(1-2):457-463]用电镀方法制备了SnNi合金负极材料[Dong Q.F.,Wu C.Z.,Jin M.G.,et al.Solid State Ionics,2004,167(1-2):49-54]。Ke等[Ke F.,Huang L.,Jiang H.,et al.Electrochem.Communica.,2007,9:228-232]将组装在包覆镍的铜电极上的单分散聚苯乙烯球作为模版,在SnCl2 2H2O、NiCl26H2O、K4P2O7.3H2O、C4H4O6KNa.4H2O和甘氨酸的混合溶液中,于pH8.5的条件下电镀制备锡镍合金。他们的实验结果表明,制备的锡镍合金有536.1mAh/g的可逆容量。研究表明,锡镍合金的电化学性能得到了明显的改善。不过研究结果还是不尽如人意。这些锡基负极材料在充放电循环过程中仍然显现较大的体积膨胀率,容量衰减较大,特别是首次循环的不可逆容量大。为了改善锡基合金的循环性能,本发明采用电镀法进行制备。
发明内容
本发明的目的是提供一种制备用于电池的薄膜型锡铜镍合金负极材料的制备方法。为实现上述目的,本发明所采用的技术方案由电镀步骤和真空处理步骤组成。
(1)电镀和电镀液的配制(重量体积比)
乙二铵四乙酸二钠 50-85g
酒石酸钾钠 10-53g
焦磷酸钾 100-250g
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