【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于锂离子电池，具体涉及一种sncu/石墨负极的制备方法。
技术介绍
1、锂离子电池负极材料性能的优劣严重影响锂离子电池的性能。目前商品化锂离子电池中应用最成功的负极材料是石墨类碳材料。但石墨负极在首次充放电循环过程中形成sei膜，造成基体膨胀和容量损失，同时使石墨层发生剥落而降低寿命；li+只能从片状边界嵌入/脱出，扩散路径长，电池高倍率充放电性能较差等，因此，在实际中广泛应用的多是改性处理石墨材料，石墨材料改性后其性能更为优异。目前，在石墨材料的表面改性工作有以下几种方式：人工施加一层固体电解质膜、材料表面无定形化、高分子膜修饰、采用各种氧化还原法处理、物理或化学方法处理和掺杂改性等。
2、在石墨材料中掺入某些金属元素可改变石墨微观结构，进而影响到石墨负极的电化学行为。例如掺杂si、sn等储锂活性元素，与石墨类材料形成复合活性物质，发挥协同效应；掺杂cu、ni、ag等无储锂活性但能够提高材料的导电性的元素，使电子更均匀分布在石墨颗粒表面，减小极化。sncu合金材料有生产成本低，对环境友好等特点，属于典型的活性/非活性体系。在sncu合金化反应的过程中，cu作为非活性相，一方面提供导电性能，另一方面提供稳定的框架结构，sn作为储锂活性元素，可以与锂元素形成储锂合金，提高石墨负极的倍率性能和循环性能。tamura等人用电沉积制备sn-cu合金负极材料，其首次的放电比容量为940mah/g，其首次库仑效率为93％，但是材料的循环稳定性较差。
技术实现思路
1、针
2、本专利技术所述的sncu/石墨负极的制备方法，包括以下步骤：
3、(1)将sncl2、cucl2和添加剂溶解在离子液体中配制成电镀液；
4、(2)将石墨与粘结剂混合配制成浆料，使用浆料制备石墨电极；
5、(3)将石墨电极和铂片放入电镀液中，以石墨电极为阴极，铂片为阳极，进行电沉积，通过控制电沉积时间和电流密度，制备sncu合金/石墨复合物；
6、(4)将sncu合金/石墨复合物、导电剂配制成负极浆料，将负极浆料涂覆在铜箔上，烘干处理，制备sncu/石墨负极。
7、步骤(1)中所述的sncl2浓度为1mol/l～4mol/l，cucl2浓度为1mol/l～3mol/l。
8、步骤(1)中所述的离子液体为1-丁基-3-甲基咪唑氯盐或1-乙基-3-甲基咪唑氯盐中的一种。
9、步骤(1)中所述的添加剂为3-甲基-1-戊炔醇或3-丁炔-1-醇中的一种，添加剂添加量为电镀液质量的0.5％～2.0％。
10、步骤(2)中所述的粘结剂为海藻酸钠、聚丙烯酰胺或聚乙烯醇的一种。
11、所述的石墨与粘结剂的质量比为8.8～9.5:1.2～0.5。
12、步骤(3)中所述的电沉积的时间为10min～40min，电流密度为2ma/cm2～6ma/cm2。
13、步骤(4)中所述的导电剂为super-p和ks-6的混合物，优选为质量比为8～7.5:2～2.5，其中super-p和ks-6均从上海汇普工业化学品有限公司购买，super-p比表面积为62m2/g，ks-6比表面积为20m2/g。
14、步骤(4)中所述的sncu合金/石墨复合物与导电剂的质量比为8.5～9:1.5～1。
15、步骤(4)中所述的配制负极浆料的混合时间为120min～150min；混合温度为常温；烘干处理中干燥温度为90℃～95℃，干燥时间为30min～40min。
16、与现有技术相比，本专利技术有益效果如下：
17、(1)该方法制备的sncu/石墨负极实现了sncu合金均匀的掺杂在石墨材料中，一方面cu作为非活性相，能提高导电性能，另一方面能提供稳定的框架结构，sn作为储锂活性元素，可以与锂元素形成储锂合金，提高电池的放电比容量和电池的循环稳定性。
18、(2)本专利技术提供的方法工艺简单、经济可行，sn元素来源丰富，且sncu合金在空气中能稳定存在，比li对环境的要求低，便于大规模生产，是一种具有很大发展潜力的锂离子电池石墨负极的制备方法。
19、(3)本专利技术是先采用离子液体电沉积法在石墨电极上制备sncu合金/石墨复合物，然后以sncu合金/石墨复合物为负极活性物质制备sncu/石墨负极，该方法制备的sncu/石墨负极实现了在石墨中均匀掺杂sncu合金，提高了石墨负极的首次放电比容量和循环性能，此外该方法与在石墨负极上直接电沉积sncu合金相比，能有效防止石墨负极在离子液体中浸泡而导致的活性物质与集流体的脱落，有利于提高sncu/石墨负极的循环稳定性。另外，该方法工艺简单，成本低，便于规模化生产。
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1.一种SnCu/石墨负极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的SnCu/石墨负极的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述的SnCl2浓度为1mol/L～4mol/L，CuCl2浓度为1mol/L～3mol/L。
3.根据权利要求1所述的SnCu/石墨负极的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述的离子液体为1-丁基-3-甲基咪唑氯盐或1-乙基-3-甲基咪唑氯盐中的一种。
4.根据权利要求1所述的SnCu/石墨负极的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述的添加剂为3-甲基-1-戊炔醇或3-丁炔-1-醇中的一种，添加剂添加量为电镀液质量的0.5％～2.0％。
5.根据权利要求1所述的SnCu/石墨负极的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述的粘结剂为海藻酸钠、聚丙烯酰胺或聚乙烯醇的一种。
6.根据权利要求1所述的SnCu/石墨负极的制备方法，其特征在于，所述的石墨与粘结剂的质量比为8.8～9.5:1.2～0.5。
7.根据权利要求1所述的SnCu/石墨负极的制备方法，其特征在于，步骤(3
8.根据权利要求1所述的SnCu/石墨负极的制备方法，其特征在于，步骤(4)中所述的导电剂为Super-P和KS-6的混合物。
9.根据权利要求1所述的SnCu/石墨负极的制备方法，其特征在于，步骤(4)中所述的SnCu合金/石墨复合物与导电剂的质量比为8.5～9:1.5～1。
10.根据权利要求1所述的SnCu/石墨负极的制备方法，其特征在于，步骤(4)中所述的配制负极浆料的混合时间为120min～150min；混合温度为常温。
...【技术特征摘要】
1.一种sncu/石墨负极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的sncu/石墨负极的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述的sncl2浓度为1mol/l～4mol/l，cucl2浓度为1mol/l～3mol/l。
3.根据权利要求1所述的sncu/石墨负极的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述的离子液体为1-丁基-3-甲基咪唑氯盐或1-乙基-3-甲基咪唑氯盐中的一种。
4.根据权利要求1所述的sncu/石墨负极的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述的添加剂为3-甲基-1-戊炔醇或3-丁炔-1-醇中的一种，添加剂添加量为电镀液质量的0.5％～2.0％。
5.根据权利要求1所述的sncu/石墨负极的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述的粘结剂为海藻酸钠、聚丙烯酰胺或聚乙烯醇的一种。
【专利技术属性】
技术研发人员：徐艳，林双，徐加民，吴涛，丁广波，战祥连，赵艳红，单颖会，张志鹏，李振铎，宋国涛，方林冲，
申请(专利权)人：淄博火炬能源有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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