• 四川郎酒股份有限公司获第十二届人民企业社会责任奖年度环保奖 2019-05-13
  • 银保监会新规剑指大企业多头融资和过度融资 2019-05-12
  • 韩国再提4国联合申办世界杯 中国网友无视:我们自己来 2019-05-11
  • 中国人为什么一定要买房? 2019-05-11
  • 十九大精神进校园:风正扬帆当有为 勇做时代弄潮儿 2019-05-10
  • 粽叶飘香幸福邻里——廊坊市举办“我们的节日·端午”主题活动 2019-05-09
  • 太原设禁鸣路段 设备在测试中 2019-05-09
  • 拜耳医药保健有限公司获第十二届人民企业社会责任奖年度企业奖 2019-05-08
  • “港独”没出路!“梁天琦们”该醒醒了 2019-05-07
  • 陈卫平:中国文化内涵包含三方面 文化复兴表现在其中 2019-05-06
  • 人民日报客户端辟谣:“合成军装照”产品请放心使用 2019-05-05
  • 【十九大·理论新视野】为什么要“建设现代化经济体系”?   2019-05-04
  • 聚焦2017年乌鲁木齐市老城区改造提升工程 2019-05-04
  • 【专家谈】上合组织——构建区域命运共同体的有力实践者 2019-05-03
  • 【华商侃车NO.192】 亲!楼市火爆,别忘了买车位啊! 2019-05-03
    • / 10
    • 下载费用:30 金币  

    重庆时时彩后三杀一码: 一种锂离子电池锡镍合金负极材料及其制备方法.pdf

    关 键 词:
    一种 锂离子电池 镍合金 负极 材料 及其 制备 方法
      专利查询网所有资源均是用户自行上传分享,仅供网友学习交流,未经上传用户书面授权,请勿作他用。
    摘要
    申请专利号:

    CN200810025924.1

    申请日:

    2008.01.21

    公开号:

    CN101237038A

    公开日:

    2008.08.06

    当前法律状态:

    撤回

    有效性:

    无权

    法律详情: 发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):H01M 4/38公开日:20080806|||实质审查的生效|||公开
    IPC分类号: H01M4/38; H01M4/04; C25D3/02; C25D11/00 主分类号: H01M4/38
    申请人: 华南师范大学
    发明人: 陈新丽; 李伟善; 谭春林
    地址: 510630广东省广州市天河区石牌
    优先权:
    专利代理机构: 广州市华学知识产权代理有限公司 代理人: 杨晓松
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN200810025924.1

    授权公告号:

    ||||||

    法律状态公告日:

    2011.01.05|||2008.10.01|||2008.08.06

    法律状态类型:

    发明专利申请公布后的视为撤回|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明公开了一种锂离子电池锡镍合金负极材料,其制备方法为首先配置电镀液,然后将配制好的电镀液加入电镀槽中,将锡片和镍片连接在一起作为阳极,以铜箔片为阴极电镀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锡镍合金负极材料。该方法工艺简单,操作简便,为工业化生产提供了条件,具有显著的实用价值和经济效益。所制备得到的锂离子电池锡镍合金负极材料,在充放电循环过程中,没有嵌脱锂活性的镍从锡镍合金中游离出来,并将嵌锂后形成的锡锂合金均匀分散,防止了脱锂过程中大块锡的团聚。

    权利要求书

    权利要求书
    1、  一种锂离子电池锡镍合金负极材料的制备方法,包括下述步骤:
    (1)配制电镀液,使每升电镀液中各组分的加入量如下:SnCl·2H2O 0.10~0.36mol,NiCl·6H2O 0.09~0.35mol,K4P2O7·3H2O 0.5~1.5mol,甘氨酸0.1~0.2mol;然后加入NH4OH调节pH至7.5~8.5备用;
    (2)将步骤(1)中配制好的电镀液加入电镀槽中,将锡片和镍片连接在一起作为阳极,以铜箔片为阴极,在30~45℃、电流密度为0.05~0.15A·dm-2的条件下电镀5~10分钟;
    (3)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锡镍合金负极材料。

    2、  根据权利要求1所述的锂离子电池锡镍合金负极材料的制备方法,其特征在于:所述步骤(1)中所配制的电镀液中Sn2+和Ni2+的摩尔比为0.25~4∶1。

    3、  根据权利要求1所述的锂离子电池锡镍合金负极材料的制备方法,其特征在于:所述步骤(1)中所配制的电镀液中Sn2+和Ni2+的总浓度为K4P2O7·3H2O浓度的1/2。

    4、  根据权利要求1所述的锂离子电池锡镍合金负极材料的制备方法,其特征在于:所述步骤(2)中铜箔片采用单面电镀。

    5、  根据权利要求1所述的锂离子电池锡镍合金负极材料的制备方法,其特征在于:所述步骤(2)中是在30~45℃、电流密度为0.05~0.15A·dm-2、超声波辅助搅拌条件下电镀5~10分钟。

    6、  根据权利要求1所述的锂离子电池锡镍合金负极材料的制备方法,其特征在于:所述干燥为真空干燥。

    7、  权利要求1~6任意一项所制得的锂离子电池锡镍合金负极材料,其特征在于:所述锂离子电池锡镍合金负极材料中含Ni3Sn4或NiSn亚稳定相。

    说明书

    说明书一种锂离子电池锡镍合金负极材料及其制备方法
    技术领域
    本发明属于锂离子电池领域,特别涉及一种锂离子电池锡镍合金负极材料及其制备方法。
    背景技术
    目前,锂离子二次电池已成为便携式设备的重要能源。碳材料是目前商业化的锂离子电池的负极材料,其理论容量为372mAh·g-1,已难以满足现在各种电子设备的小型化发展及电动汽车对大容量高功率化学电源的广泛需求。因此对可替换现有碳负极的新型合金负极的研究越来越活跃。
    锂可与大多数金属(Si,Sn,Sb等)可逆地形成合金。这些金属可以作为锂离子电池负极材料,其中研究得较多的是锡合金负极材料。锡基负极材料的储锂容量比碳材料高(理论容量为990mAh·g-1)。研究中发现,锂在锡微粒的嵌脱过程中,引起了锡微粒体积的膨胀和收缩,当锂嵌入时,其体积可膨胀259%,这种膨胀和收缩容易导致锡簇结构的崩溃,从而使贮锂容量迅速降低。金属锡作为负极材料的应用受到了很大限制。因此目前许多研究者都致力于这种高储锂性能材料的改性与优化设计,为了克服巨大的体积效应,“活性/非活性”的金属间化合物作为负极材料的思想受到广泛关注。如采用超细合金及活性/非活性复合合金体系,主要包括Sn/Cu、Sn/Sb等等,上述体系多数采用熔炼合金法、机械合金法等制得合金粉末,然后采用聚四氟乙烯粘结涂覆的方法制备电极,然而金属粉末与粘结剂的相溶性很差,涂覆的电极活性物质往往容易粉化脱落,导致电化学稳定性很差。
    发明内容
    本发明的目的在于克服现有技术的缺点,提供一种锂离子电池锡镍合金负极材料。
    本发明的另一目的在于提供一种锂离子电池锡镍合金负极材料的制备方法。
    本发明的目的通过下述技术方案实现:一种锂离子电池锡镍合金负极材料的制备方法,包括下述步骤:
    (1)配制电镀液,使每升电镀液中各组分的加入量如下:SnCl·2H2O 0.10~0.36mol,NiCl·6H2O 0.09~0.35mol,K4P2O7·3H2O 0.5~1.5mol,甘氨酸(glycine)0.1~0.2mol;然后加入NH4OH调节pH至7.5~8.5备用;
    (2)将步骤(1)中配制好的电镀液加入电镀槽中,将锡片和镍片连接在一起作为阳极,以铜箔片为阴极,在30~45℃、电流密度为0.05~0.15A·dm-2的条件下电镀5~10分钟;
    (3)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锡镍合金负极材料。
    所述步骤(1)中所配制的电镀液中Sn2+和Ni2+的摩尔比为0.25~4∶1。
    优选步骤(1)中所配制的电镀液中Sn2+和Ni2+的总浓度为K4P2O7·3H2O浓度的1/2。
    优选步骤(2)中铜箔片采用单面电镀。
    优选步骤(2)中是在30~45℃、电流密度为0.05~0.15A·dm-2、超声波辅助搅拌条件下电镀5~10分钟。
    优选干燥为真空干燥。
    由上述方法所制得的锂离子电池锡镍合金负极材料中含Ni3Sn4或NiSn亚稳定相,锡镍合金作为活性物质,游离的镍起分散和导电作用。
    本发明利用电感偶合等离子体元素发射光谱仪(ICP-AES)测定所制备得到的锂离子电池锡镍合金负极材料中Sn和Ni的质量,从而计算出不同合金的锡含量。
    本发明相对于现有技术具有如下的优点及有益效果:
    (1)本发明制备的锂离子电池锡镍合金负极材料,在充放电循环过程中,没有嵌脱锂活性的镍从锡镍合金中游离出来,并将放电后生成的锡锂合金均匀分散,防止了脱锂过程中大块锡的团聚。
    (2)本发明在电镀制备过程中采用了超声波辅助手段,使锡镍镀层消除了残余机械应力,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。
    (3)本发明工艺简单,操作简便,为工业化生产提供了条件,具有显著的实用价值和经济效益。
    附图说明
    图1是本发明所制得的不同锡含量的锂离子电池锡镍合金负极材料和纯镍的XRD图谱;
    图2是本发明实施例1~5和对比实施例所制得的产品作为工作电极时的放电容量衰减曲线。
    具体实施方式
    下面结合实施例和附图对本发明作进一步详细的描述,但发明的实施方式不限于此。
    实施例1
    (1)将0.9mol K4P2O7·3H2O和0.1mol甘氨酸溶解在一定量的去离子水中,然后将0.10mol SnCl·2H2O,0.35mol NiCl2·6H2O加入到上述溶液中溶解,加水定容至1L,最后加入NH4OH调节pH至7.5。
    (2)将步骤(1)中配制好的电镀液加入电镀槽中,将锡片和镍片连接在一起作为阳极,以锂离子电池用负极集流体铜箔片(厚度为10微米)为阴极,铜箔片一面涂上油性笔墨,覆盖一面实现单面电镀,在45℃、电流密度为0.05A·dm-2条件下电镀10分钟;
    (3)将电镀后的铜箔片在丙酮中洗去油墨,再用蒸馏水洗涤3次,常温下吹干,100℃下真空干燥12h,然后将其截片为直径10mm的圆片,称量,即制得锡镍合金电极材料。
    所制备得到的锂离子电池锡镍合金负极材料中的锡含量为45.2%,其与电镀液中Sn/Ni摩尔比的关系如表1所示。其XRD图谱如图1所示,从图1可以看出该锂离子电池锡镍合金负极材料中主要由Ni3Sn4组成。
    将所制备得到的锂离子电池锡镍合金负极材料作为工作电极,纯锂片作为对电极,电解液的溶质为LiPF6、浓度为1mol·L-1、溶剂是乙烯碳酸酯(EC)∶二甲基碳酸酯(DMC)∶甲基乙基碳酸酯(EMC)=1∶1∶1(体积比)的混合溶剂,隔膜为微孔聚丙烯膜Celgard-2300,在Ar气手套箱(含水量和含氧量均低于1ppm)中装配成CR2016扣式电池。室温下,在电化学测试工作站(Solartron SI1260)系统上进行恒流充放电循环测试。充放电电流密度为0.1mA·cm-2。在充放电循环过程中,没有嵌脱锂活性的镍从锡镍合金中游离出来,并将嵌锂后形成的锡锂合金均匀分散,防止了脱锂过程中大块锡的团聚。该锂离子电池锡镍合金负极材料作为工作电极时的放电容量衰减曲线如图2所示,从图2可以看出初始放电容量约411mAh·g-1,30次循环后放电容量保持在172mAh·g-1,但循环7次以后容量有较大的衰减。
    实施例2
    (1)将0.9molK4P2O7·3H2O和0.1mol甘氨酸溶解在一定量的去离子水中,然后将0.15mol SnCl·2H2O,0.30mol NiCl2·6H2O加入到上述溶液中溶解,加水定容至1L,最后加入NH4OH调节pH至8。
    (2)将步骤(1)中配制好的电镀液加入电镀槽中,将锡片和镍片连接在一起作为阳极,以锂离子电池用负极集流体铜箔片(厚度为10微米)为阴极,铜箔片一面涂上油性笔墨,覆盖一面实现单面电镀,在40℃、电流密度为0.1A·am-2条件下电镀10分钟;
    (3)将电镀后的铜箔片在丙酮中洗去油墨,再用蒸馏水洗涤2次,常温下吹干,100℃下真空干燥12h,然后将其截片为直径10mm的圆片,称量,即制得所述的锂离子电池锡镍合金负极材料。
    所制备得到的锂离子电池锡镍合金负极材料中的锡含量为62.7%,其与电镀液中Sn/Ni摩尔比的关系如表1所示。其XRD图谱如图1所示,从图1可以看出该锂离子电池锡镍合金负极材料中主要由Ni3Sn4组成。
    将所制备得到的锂离子电池锡镍合金负极材料作为工作电极,纯锂片作为对电极,电解液的溶质为LiPF6、浓度为1mol·L-1、溶剂是乙烯碳酸酯(EC)∶二甲基碳酸酯(DMC)∶甲基乙基碳酸酯(EMC)=1∶1∶1(体积比)的混合溶剂,隔膜为微孔聚丙烯膜Celgard-2300,在Ar气手套箱(含水量和含氧量均低于1ppm)中装配成CR2016扣式电池。室温下,在Solartron SI1260系统上进行恒流充放电循环测试。充放电电流密度为0.1mA·cm-2。在充放电循环过程中,没有嵌脱锂活性的镍从锡镍合金中游离出来,并将嵌锂后形成的锡锂合金均匀分散,防止了脱锂过程中大块锡的团聚。该锂离子电池锡镍合金负极材料作为工作电极时的放电容量衰减曲线如图2所示,从图2可以看出初始放电容量约554mAh·g-1,30次循环后放电容量保持在276mAh·g-1,循环性能比较稳定。
    实施例3
    (1)将0.9mol K4P2O7·3H2O和0.1mol甘氨酸溶解在一定量的去离子水中,然后将0.23mol SnCl·2H2O,0.22mol NiCl2·6H2O加入到上述溶液中溶解,加水定容至1L,最后加入NH4OH调节pH至8.5。
    (2)将步骤(1)中配制好的电镀液加入电镀槽中,将锡片和镍片连接在一起作为阳极,以锂离子电池用负极集流体铜箔片(厚度为10微米)为阴极,铜箔片一面涂上油性笔墨,覆盖一面实现单面电镀,在30℃、电流密度为0.15A·dm-2条件下电镀5分钟;
    (3)将电镀后的铜箔片在丙酮中洗去油墨,再用蒸馏水洗涤2次,常温下吹干,100℃下真空干燥12h,然后将其截片为直径10mm的圆片,称量,即制得所述的锂离子电池锡镍合金负极材料。
    所制备得到的锂离子电池锡镍合金负极材料中的锡含量为78.5%,其与电镀液中Sn/Ni摩尔比的关系如表1所示。其XRD图谱如图1所示,从图1可以看出该锂离子电池锡镍合金负极材料中主要含NiSn亚稳定相。该锂离子电池锡镍合金负极材料作为工作电极时的放电容量衰减曲线如图2所示,从图2可以看出初始放电容量约761mAh·g-1,30次循环后放电容量衰减至91mAh·g-1,容量衰减很厉害,循环稳定性差。
    实施例4
    本实施例除下述特征外同实施例2:所加入的NiCl·6H2O为0.09mol;所加入的SnCl·2H2O为0.36mol。
    所制备得到的锂离子电池锡镍合金负极材料中的锡含量为86.1%,其与电镀液中Sn/Ni摩尔比的关系如表1所示。其XRD图谱如图1所示,从图1可以看出该锂离子电池锡镍合金负极材料中主要由Ni3Sn4组成。该锂离子电池锡镍合金负极材料作为工作电极时的放电容量衰减曲线如图2所示,从图2可以看出初始放电容量约845mAh·g-1,30次循环后放电容量衰减至120mAh·g-1,容量衰减很厉害,循环稳定性差。
    实施例5
    本实施例除下述特征外同实施例2:步骤(2)中的电镀是在40℃、电流密度为0.1A·dm-2、40KHz超声波辅助搅拌条件下电镀10分钟。
    本实施例所制备得到的锂离子电池锡镍合金负极材料与实施例2所制备得到的锂离子电池锡镍合金负极材料相比,首次放电容量略有提高但相差不大,后续循环性能相对于实施例3所得电极有明显改善。该锂离子电池锡镍合金负极材料作为工作电极时的放电容量衰减曲线如图2所示,从图2可以看出初始放电容量约570mAh·g-1,与实施例2电极的初始容量相差不大,30次循环后放电容量保持在417mAh·g-1,循环稳定性比实施例2明显提高。
    实施例6
    本实施例除下述特征外同实施例2:所加入的K4P2O7·3H2O为0.5mol、NiCl·6H2O为0.1mol、SnCl·2H2O为0.15mol。
    实施例7
    本实施例除下述特征外同实施例2:所加入的K4P2O7·3H2O为1.4mol、甘氨酸为0.2mol、NiCl·6H2O为0.34mol、SnCl·2H2O为0.36mol。
    对比实施例
    本实施例除下述特征外同实施例2:所加入的NiCl·6H2O为0.45mol,不加入SnCl·2H2O,以镍片作为阳极。
    所制备得到的锂离子电池纯镍负极材料中不含锡,其XRD图谱如图1所示。该锂离子电池纯镍负极材料作为工作电极时的放电容量衰减曲线如图2所示,从图2可以看出初始放电容量约105mAh·g-1,与实施例2电极的初始容量相差不大,30次循环后放电容量保持在30mAh·g-1,循环稳定性比实施例2明显提高。
    表1实施例1-4所制得的锂离子电池锡镍合金负极材料中的锡含量及其与电镀液中Sn/Ni摩尔比的关系
      实施例编号    电镀液中Sn/Ni摩尔比    合金中锡含量(%)    1    2    3    4    0.284    0.528    1.011    4.05    45.2    62.7    78.5    86.1
    上述实施例为本发明较佳的实施方式,但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制,其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化,均应为等效的置换方式,都包含在本发明的?;し段е?。

    关于本文
    本文标题:一种锂离子电池锡镍合金负极材料及其制备方法.pdf
    链接地址://www.4mum.com.cn/p-5790107.html
    关于我们 - 网站声明 - 网站地图 - 资源地图 - 友情链接 - 网站客服 - 联系我们

    [email protected] 2017-2018 www.4mum.com.cn网站版权所有
    经营许可证编号:粤ICP备17046363号-1 
     


    收起
    展开
  • 四川郎酒股份有限公司获第十二届人民企业社会责任奖年度环保奖 2019-05-13
  • 银保监会新规剑指大企业多头融资和过度融资 2019-05-12
  • 韩国再提4国联合申办世界杯 中国网友无视:我们自己来 2019-05-11
  • 中国人为什么一定要买房? 2019-05-11
  • 十九大精神进校园:风正扬帆当有为 勇做时代弄潮儿 2019-05-10
  • 粽叶飘香幸福邻里——廊坊市举办“我们的节日·端午”主题活动 2019-05-09
  • 太原设禁鸣路段 设备在测试中 2019-05-09
  • 拜耳医药保健有限公司获第十二届人民企业社会责任奖年度企业奖 2019-05-08
  • “港独”没出路!“梁天琦们”该醒醒了 2019-05-07
  • 陈卫平:中国文化内涵包含三方面 文化复兴表现在其中 2019-05-06
  • 人民日报客户端辟谣:“合成军装照”产品请放心使用 2019-05-05
  • 【十九大·理论新视野】为什么要“建设现代化经济体系”?   2019-05-04
  • 聚焦2017年乌鲁木齐市老城区改造提升工程 2019-05-04
  • 【专家谈】上合组织——构建区域命运共同体的有力实践者 2019-05-03
  • 【华商侃车NO.192】 亲!楼市火爆,别忘了买车位啊! 2019-05-03
  • 双色球最新开奖结果 七乐彩开奖结果今天晚上 江苏时时开奖号96期 吉林时时历史开奖 2019年篮球世界杯直播 御彩轩计划软件免费 时时彩后三包胆公式 pk10赛车计划免费版 极速快3稳赚口诀分享 香港马开奖免费资料 买大小单双有什么技巧 老时时历史开奖号码 双色球兑奖查询器 澳门百家樂大小玩法介绍 福彩p62中奖号码 总和大小单双稳赚技巧