[发明专利]铜-硅复合负极材料、其制备方法和含其的锂电池在审
| 申请号： | 201711478926.1 | 申请日： | 2017-12-29 |
| 公开（公告）号： | CN108232149A | 公开（公告）日： | 2018-06-29 |
| 发明（设计）人： | 李冰;沈奇欣;陈刚;郭卿君 | 申请（专利权）人： | 华东理工大学 |
| 主分类号： | H01M4/36 | 分类号： | H01M4/36;H01M4/38;H01M10/0525 |
| 代理公司： | 上海弼兴律师事务所 31283 | 代理人： | 薛琦;邹玲 |
| 地址： | 200237 *** | 国省代码： | 上海;31 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 负极材料 硅复合 工作电极 硅源 铜源 离子液体 沉积 制备 电位 体积膨胀效应 导电性 充放电过程 恒电位沉积 倍率性能 参比电极 循环性能 三电极 锂电池 铜片 缓解 配置 | ||
1.铜-硅复合负极材料的制备方法，其特征在于，包括配置形成含有硅源和铜源的[BMP]Tf2N离子液体或者含有硅源和铜源的[BMP]TFSI离子液体，采用工作电极、参比电极和对电极为三电极，经过恒电位沉积后获得；
其中，所述硅源为SiCl4和SiHCl3中的一种或两种；所述铜源为CuCl、Cu(TfO)2和Cu(TfO)中的一种或一种以上；
其中，采用铜片作为工作电极，控制工作电极的电位相对于Pt电极在-1.8V～-2.3V，控制沉积温度在15℃～40℃，沉积时间为3600秒～14400秒。
2.按权利要求1所述的制备方法，其特征在于，硅源在总离子液体的浓度为0.5mol/L～1mol/L；和/或，铜源在总离子液体的浓度为0.001mol/L～0.006mol/L；和/或，所述工作电极与参比电极之间的距离为1mm～2mm；和/或，所述工作电极与对电极之间的距离为10mm～40mm；和/或，控制工作电极的电位相对于Pt电极在-1.8V～-2.2V。
3.按权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述参比电极为铂丝，对电极为石墨片；和/或，将配置形成的离子液体进行搅拌；和/或，所述恒电位沉积后采用乙腈清洗获得的产物。
4.按权利要求3所述的制备方法，其特征在于，配置形成的离子液体在搅拌后采用超声分散，所述超声分散的时间为1小时以上；和/或，对所述工作电极、参比电极和对电极进行预处理，预处理方式为打磨后清洗干燥；和/或，所述乙腈清洗获得产物三次以上。
5.按权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述打磨为采用由粗到细的金相砂纸打磨抛光至镜像；和/或，所述清洗干燥中对参比电极使用硝酸酸洗后水洗干燥；和/或，所述清洗干燥中对工作电极使用硫酸酸洗后水洗干燥。
6.按权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述硝酸酸洗的硝酸浓度为1mol/L～2mol/L；和/或，所述硫酸酸洗的硫酸浓度为1mol/L～2mol/L；和/或，所述水洗干燥后以丙酮清洗后干燥。
7.按权利要求1～6中任一所述的制备方法获得的铜-硅复合负极材料。
8.按权利要求7所述的铜-硅复合负极材料，其特征在于，形成两层以上的多层结构，硅和铜元素在同一层内，所述复合负极材料的颗粒尺寸为90nm～120nm。
9.含有按权利要求7或8所述的铜-硅复合负极材料的锂离子电池。
10.按权利要求9所述的锂离子电池，其特征在于，包括扣式电池或软包电池。
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