本发明专利技术公开了一种纳米铜-锡镍合金负极材料的制备方法、纳米铜-锡镍合金负极材料、锂离子电池。制备方法包括配制铜电镀液、电沉积纳米铜、配制锡镍电镀液、电沉积锡镍、将电镀后的铜箔片洗净干燥后截片，采用本发明专利技术纳米铜-锡镍合金负极材料制备的锂离子电池避免了锡镍合金在嵌脱锂时的体积效应，防止了脱锂过程中大块锡的团聚，提高了电池的充放电性能，具有良好的循环性能和稳定性，本发明专利技术制备方法工艺简单，操作简便，为工业化生产提供了条件。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及锂离子电池领域，特别涉及一种纳米铜-锡镍合金负极材料的制备方法、纳米铜-锡镍合金负极材料、锂离子电池。
技术介绍
锂离子电池具有输出电压高、比容量大、放电电压平稳及安全性好等优点，已成为新型二次化学电源领域研究与开发的热点之一，其性能的改进主要依赖于正、负极活性材料性能的提高。目前，商业化应用的负极材料主要是石墨类材料，其理论比容量相对较低(372 mA h/g)，同时存在首次充放电效率低、有机溶剂共嵌入等缺点。随着对高容量锂离子电池需求的增加，寻找能代替碳材料的高容量负极材料已成为当前高能量锂离子电池研究的热点之一。 金属锡能与锂形成Li22Sn5合金,其理论比容量可达993 mA h/g,远高于石墨类材料，且该合金材料的充放电过程中不存在溶剂的共嵌入，不会发生类似石墨材料的剥层现象，对溶剂选择性友好。因此，锡基负极材料在锂离子电池研究领域受到广泛关注。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种纳米铜-锡镍合金负极材料的制备方法、纳米铜-锡镍合金负极材料、锂离子电池。采用本专利技术纳米铜-锡镍合金负极材料制备的锂离子电池避免了锡镍合金在嵌脱锂时的体积效应，防止了脱锂过程中大块锡的团聚，提高了电池的充放电性能，具有良好的循环性能和稳定性，本专利技术制备方法工艺简单，操作简便，为工业化生产提供了条件。本专利技术采用的技术方案是一种纳米铜-锡镍合金负极材料的制备方法，步骤包括A、配制铜电镀液；B、电沉积纳米铜将配制好的铜电镀液加入电镀槽中，以惰性金属片或铜片作为阳极，以铜箔片为阴极，进行电镀；C、配制锡镍电镀液；D、电沉积锡镍将配制好的锡镍电镀液加入电镀槽中，以惰性金属片或锡片作为阳极，以步骤B中电镀铜后的铜箔片为阴极，进行电镀；E、将电镀后的铜箔片洗净干燥后截片即制得所述的锂离子电池用纳米铜-锡镍合金负极材料。所述步骤A中电镀液配方为=CuSO4 · 5H2010 180g/L, H2SO4 10 150 g/L,十二烷基硫酸钠(SDS) 40 100g/L，聚乙烯吡咯烷酮(PVP) 5 20g/L ；步骤B电沉积工艺条件为电镀液温度10 70°C，电流密度为3 6A/dm2，电镀时间10 60min ；步骤C 中电镀液配方为=SnSO4 60 180g/L，NiSO4 ·6Η20 60 150g/L，H2SO4 50 100 g/L，柠檬酸50 100g/L，酒石酸钾钠20 100g/L ；步骤D电沉积工艺条件为电镀液温度10 70V，电流密度为3 5A/dm2，电镀时间10 50min ；步骤B、D中惰性金属片为钛片，铜箔片可以进行单面电镀或双面电镀；步骤E中电镀后的铜箔片干燥采用真空干燥，干燥温度8(T15(TC。步骤A中也可以使用其他铜盐，步骤C中也可以使用其他锡盐和镍盐，其他铜盐、锡盐和镍盐的选择，以引入的阴离子不影响电镀为宜。一种采用上述制备方法制备的纳米铜-锡镍合金负极材料；一种采用上述方制备法的纳米铜-锡镍合金负极材料制备的锂离子电池。本专利技术纳米铜-锡镍合金负极材料的制备方法在电镀制备过程中生成了纳米铜，一定程度上有效避免了锡镍合金在嵌脱锂时的体积效应，提高了电极的循环性能；本专利技术制备方法工艺简单，操作简便，为工业化生产提供了条件，本专利技术纳米铜-锡镍合金负极材料具有良好的循环性能和稳定性，可以应用于锂离子电池、锂电池、聚合物锂离子电池，具有广泛的实用价值和显著的经济效益；使用纳米铜-锡镍合金负极材料制备的锂离子电池，在充放电循环过程中，以团聚形式游离出来的镍以及少部分镍与锡形成的较稳定共价键，能够有效地抑制体积膨胀，从而提高电极材料的循环性能。首次放电容量高达755mA · h/g以上；电沉积法可直接在铜箔上制备负极材料，可以不必使用导电剂和粘结剂，所得的镀层和基体的结合力更好，且操作简单、成本低。`附图说明图1是实施例1制备的纳米铜-锡镍合金负极材料的SEM图谱。图2是实施例1制备的纳米铜-锡镍合金负极材料的XRD图谱。图3是使用实施例1制备的纳米铜-锡镍合金负极材料制造的电池的比容量-循环次数曲线图。具体实施例方式下面结合实施例对本专利技术做进一步说明，但专利技术的实施方式不限于此。实施例1将45 g SDS和6 g PVP溶解在一定量的去离子水中，然后将15 g CuSO4 · 5H20、15 g H2SO4W入到上述溶液中溶解，加水定容至1L。将配制好的电镀液加入电镀槽中，将钛片作为阳极，以铜箔片为阴极，在10°C、电流密度为3. 5A/dm2的条件下双面电镀60min ；将50g将柠檬酸和20g酒石酸钾钠溶解在一定量的去离子水中，然后将60 gSnSO4,60 g NiSO4 · 6H20、50 g H2SO4加入到上述溶液中溶解，加水定容至1L。将配制好的电镀液加入电镀槽中，将钛片作为阳极，以电镀过铜的铜箔片为阴极，在10°C、电流密度为3A/dm2的条件下双面电镀50min ；将电镀后的铜箔片洗净在温度100°C下真空干燥12h后截片即制得所述的锂离子电池用纳米铜-锡镍合金负极材料。将上述制备的纳米铜-锡镍合金负极材料在充满氩气的手套箱内，以金属锂片做负极，与Celgard 2400聚丙烯微孔膜，I mo I/L LiPF6_EC/DMC电解液，组装成CR2025型纽扣电池，在LAND电池测试系统(CT2001A型)上进行充放电性能测试，充放电电压区间为2.5 4. 2V。所制备得到的纳米铜-锡镍合金负极材料的SEM图谱如图1所示，从图1可以看出该锂离子电池纳米铜-锡镍合金负极材料为纳米级。XRD图谱如图2所示，从图2可以看出该锂离子电池纳米铜-锡镍合金负极材料主要由Ni3Sn4组成。使用纳米铜-锡镍合金负极材料制备的电池的比容量-循环次数曲线图见图3，从图3可以看出首次放电容量高达755 mA · h/g, 10次循环后放电容量保持在588 mA · h/g。实施例2将60g SDS和15g PVP溶解在一定量的去离子水中，然后将50 g CuSO4 · 5H20、50g H2SO4W入到上述溶液中溶解，加水定容至1L。将配制好的电镀液加入电镀槽中，将钛片作为阳极，以铜箔片为阴极，在20°C、电流密度为4A/dm2的条件下双面电镀25min ；将60g将柠檬酸和30g酒石酸钾钠溶解在一定量的去离子水中，然后将70 gSnSO4,70 g NiSO4 · 6H20、70 g H2SO4加入到上述溶液中溶解，加水定容至1L。将配制好的电镀液加入电镀槽中，将钛片作为阳极，以电镀过铜的铜箔片为阴极，在20°C、电流密度为4A/dm2的条件下双面电镀25min ；将电镀后的铜箔片洗净在温度100°C下真空干燥15h后截片即制得所述的锂离子电池用纳米铜-锡镍合金负极材料。电池制造方法同实施例1。实施例3 将80g SDS和20 g PVP溶解在一定量的去离子水中，然后将90g CuSO4 *5H20,70gH2SO4W入到上述溶液中溶解，加水定容至1L。将配制好的电镀液加入电镀槽中，将钛片作为阳极，以铜箔片为阴极，在30°C、电流密度为4. 5A/dm2的条件下双面电镀35min ；将50g将柠檬酸和20g酒石酸钾钠溶解在一定量的去离子水中，然后将60 g本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种纳米铜?锡镍合金负极材料的制备方法，步骤包括：A、配制铜电镀液；B、电沉积纳米铜：将配制好的铜电镀液加入电镀槽中，以惰性金属片或铜片作为阳极，以铜箔片为阴极，进行电镀；C、配制锡镍电镀液；D、电沉积锡镍：将配制好的锡镍电镀液加入电镀槽中，以惰性金属片或锡片作为阳极，以步骤B中电镀铜后的铜箔片为阴极，进行电镀；E、将电镀后的铜箔片洗净干燥后截片即制得所述的锂离子电池用纳米铜?锡镍合金负极材料。
【技术特征摘要】
1.一种纳米铜-锡镍合金负极材料的制备方法，步骤包括 A、配制铜电镀液； B、电沉积纳米铜将配制好的铜电镀液加入电镀槽中，以惰性金属片或铜片作为阳极，以铜箔片为阴极，进行电镀； C、配制锡镍电镀液； D、电沉积锡镍将配制好的锡镍电镀液加入电镀槽中，以惰性金属片或锡片作为阳极，以步骤B中电镀铜后的铜箔片为阴极，进行电镀； E、将电镀后的铜箔片洗净干燥后截片即制得所述的锂离子电池用纳米铜-锡镍合金负极材料。2.如权利要求1所述的负极材料，其特征在于所述步骤A中电镀液配方为CuSO4 ·5Η2010 180g/L，H2SO4 10 150 g/L，十二烷基硫酸钠(SDS) 40 100g/L，聚乙烯吡咯烷酮(PVP) 5 20g/L。3.如权利要求1所述的负极材料，其特征在于所...
【专利技术属性】
技术研发人员：袁希梅，褚道葆，
申请(专利权)人：芜湖华欣诺电化学科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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