[发明专利]一种原位生长型锂离子电池电极Cu2

说明书

本发明公开了一种原位生长型锂离子电池电极Cu₂Sb纳米材料的制备方法，涉及电极材料制备领域。本发明以低共熔型离子液体为溶剂，将锑离子前驱体加入到低共熔型离子液体中，搅拌混合均匀后得到离子液体‑锑盐复合型溶液体系，通过控制温度、锑含量和时间，在铜基体上进行Cu₂Sb的生长。然后分别经无水乙醇、蒸馏水冲洗，干燥后即可在铜基体上获得原位生长型Cu₂Sb薄膜材料。本发明将三氯化锑作为前驱体，采用一步直接置换法制备Cu₂Sb纳米电极材料。该制备方法具有制备方法简单，条件温和，成本低廉，易规模化等优势。

技术领域

本发明属于电极材料制备技术领域，具体涉及一种原位生长型锂离子电池电极Cu₂Sb纳米材料的制备方法。

背景技术

现代社会，轻薄，便利的移动电子设备的应用在生活中越来越普遍。越来越多的便携化需求使得人们迫切需要高效、环保、便携的新型能量储存器件。锂离子电池作为重要的能量储存器件，近些年受到了广泛的关注与研究。其具有工作电压高、比容量大、循环寿命长、自放电低、无记忆效应、环境友好等优点，在智能手机、笔记本电脑、电动汽车与航空航天等领域都展现了广泛的应用前景。

金属负极材料虽然具有较高的比容量，但是在充放电后会发生较大的体积变化，导致材料粉体化，循环稳定性差，能量损失大等问题，近些年来，合金储锂材料由于其高的比容量，高密度等优点得到了十分广泛的研究。Cu₂Sb电极材料在充放电过程中绝对体积变化小，理论上具有良好的的循环性能和较少的能量损失。且Cu₂Sb作为电极材料的理论储锂性能为323mAh/g，是一种极具应用前景的负极材料。

原位生长型Cu₂Sb锂离子电池电极材料克服了早期锂离子电池在充放电过程中容易产生枝晶的问题，从而有发生短路的安全隐患，同时其在充放电过程中形变小，充放电稳定性好，十分适合作为锂离子电池的负极材料使用，但是，现有技术中，在制备原位生长型Cu₂Sb锂离子电池电极材料时，具有制作方法复杂，需要使用粘结剂等缺点。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种原位生长型锂离子电池电极Cu2Sb纳米材料的制备方法，本发明制作的原位生长型Cu₂Sb锂离子电池电极材料，通过原位生长的方法制作出的Cu₂Sb电极材料，制备方法简单，所需成本低，具有很好的应用前景。

本发明的目的之一：提供一种可用作锂离子电池电极材料的原位生长型Cu₂Sb纳米材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)离子液体-锑盐复合溶液体系的配制：配制低共熔型离子液体，将锑盐前驱体加入到低共熔型离子液体中，搅拌混合得到离子液体-锑盐复合溶液体系；

(2)将经表面预处理的铜基体材料作为基体，在步骤(1)配制的离子液体-锑盐复合溶液体系中进行置换，将置换完成后的基体清洗、干燥后即可得到Cu₂Sb纳米电极材料。

进一步地，步骤(1)所述的低共熔型离子液体为氯化胆碱-乙二醇组合的Ethaline体系、氯化胆碱-尿素组合的Reline体系和氯化胆碱-丙三醇组合的Glyceline体系中的一种。

进一步地，所述的氯化胆碱-乙二醇低共熔型离子液体中氯化胆碱和乙二醇摩尔比为1:2，所述的氯化胆碱-尿素低共熔型离子液体中氯化胆碱和尿素摩尔比为1:2，所述的氯化胆碱-丙三醇低共熔型离子液体中氯化胆碱-丙三醇摩尔比为1:2。

进一步地，步骤(1)所述的锑盐前驱体为三氯化锑。

进一步地，步骤(1)所述的离子液体-锑盐复合溶液体系中锑盐前驱体含量为0.005mol～0.1mol。