一种碳纳米管增强的锡铜镍合金负极及其制备方法

摘要

本发明公开了一种用于锂离子电池的碳纳米管增强的锡铜镍合金负极及其制备方法。本发明采用电镀的方法将碳纳米管复合到电极当中，并在电镀前对碳纳米管进行了化学镀镍处理，而且在活性材料与集流体之间增加了Cu-(CNTs-Ni)连接层，从而极大地改善了合金负极的循环性能。本发明以铜箔为集流体（电镀基底），依次复合电镀Cu-(CNTs-Ni)复合镀层和Sn-(CNTs-Ni)复合镀层，最后热处理得到碳纳米管增强的锡铜镍合金负极。采用该方法制备出的锂离子电池合金负极，首次放电比容量为500~700mAh/g，200次循环后比容量衰减仅4%~6%。本发明工艺简单，制备的合金负极性能优良，适宜于进行大规模产业化生产。

主权项

一种碳纳米管增强的锡铜镍合金负极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)对碳纳米管进行除杂及分散处理：选用外径为10～20nm，长度为3～5μm碳纳米管，对碳纳米管处理步骤为：先将质量浓度为18.25％的HCl溶液加入含有碳纳米管的容器中，得到碳纳米管含量为2g/L的前处理液；再将上述前处理液超声震荡，同时机械搅拌2小时，然后磁力搅拌10小时，再将碳纳米管从前处理液中分离，最后将碳纳米管干燥24小时；(2)然后采用化学镀对碳纳米管镀覆厚度为100nm的镍镀层，化学镀镍的配方与条件如下：(3)采用步骤(2)中得到的覆镍碳纳米管，在铜箔上采用直流电镀制备厚度为4μm的Cu‑(CNTs‑Ni)复合镀层，电镀Cu‑(CNTs‑Ni)的配方与条件如下：(4)以步骤(3)得到的镀覆了Cu‑(CNTs‑Ni)复合镀层的铜箔在200℃下，以氮气为保护气氛，热处理24h，再以其为基底，采用直流电镀制备厚度为2μm的Sn‑(CNTs‑Ni)复合镀层，电镀Sn‑(CNTs‑Ni)的配方与条件如下：(5)对步骤(4)中得到的镀覆有Cu‑(CNTs‑Ni)复合镀层和Sn‑(CNTs‑Ni)复合镀层的铜箔在200℃下，以氮气为保护气氛，热处理6小时，最终得到碳纳米管增强的锡铜镍合金负极。