一种制备自支撑型多孔Sn-Cu电极的方法技术

本发明专利技术提供了一种制备自支撑型多孔Sn‑Cu电极的方法。该方法基于Al‑Sn‑Cu三元合金体系的冶金凝固原理和化学腐蚀机理，通过激光微熔覆‑脱合金复合工艺在Cu箔集流体表面制备自支撑型多孔Sn‑Cu电极。该电极结构中，多孔骨架由Sn和Cu元素构成，具有良好的导电性和结构稳定性。多孔结构一方面允许电解液快速通过，提高锂离子的传输效率；另一方面可缓解Sn的体积膨胀效应，同时多孔结构通过冶金结合方式与集流体牢固连接，使电极在锂化反应中保持良好的结构稳定性。多孔Sn‑Cu电极获得高容量以及优异的循环性能。此外，激光微熔覆‑脱合金复合工艺具有工艺简单、成本低、成形质量可控等优势。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及激光先进制造、化学脱合金和锂离子电池电极制备领域，具体涉及一种制备自支撑型多孔sn-cu电极的方法以及制备的sn-cu电极。

技术介绍

1、在现有的能量储存与转换载体中，锂离子电池具有能量密度高、可逆充放电、循环寿命长等特征，被普遍使用于动力、电子等行业。为了进一步满足锂离子电池日益增长的需求，其需要满足能量密度更高、循环寿命更长等要求。目前，商用电极以石墨作为活性物质，可以获得极其稳定的循环性能。然而石墨的理论比容量低(372mah/g)，无法实现锂离子电池的发展目标。由此可知，亟需研发新型电极活性物质，以提高锂离子电池的使用性能。

2、现有锂离子电池电极活性物质材料中，金属sn表现出良好的应用前景。sn的理论比容量为994mah/g，约为商用石墨电极的2.5倍；同时，sn具有良好的导电性，可以有效传输电子，从而有利于提升锂离子电池的能量密度。然而，sn在锂化反应时会产生大于300％的体积膨胀，使其循环寿命受到限制，阻碍了sn电极的实际应用[非专利文献：“porousnitrogen-doped sn/c film as free-本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种制备自支撑型多孔Sn-Cu电极的方法，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种制备自支撑型多孔Sn-Cu电极的方法，其特征在于，所述步骤1中Cu箔厚度为10-50μm。

3.根据权利要求1所述的一种制备自支撑型多孔Sn-Cu电极的方法，其特征在于，所述三维工作台的材料为不锈钢、Cu、Al、Ni或Ti。

4.根据权利要求1所述的一种制备自支撑型多孔Sn-Cu电极的方法，其特征在于，所述步骤2中的所述混合粉末的颗粒度为0.5-200μm。

5.根据权利要求4所述的一种制备自支撑型多孔Sn-Cu电极的方法，其特征在于，所述混合粉末中S...

【技术特征摘要】

1.一种制备自支撑型多孔sn-cu电极的方法，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种制备自支撑型多孔sn-cu电极的方法，其特征在于，所述步骤1中cu箔厚度为10-50μm。

3.根据权利要求1所述的一种制备自支撑型多孔sn-cu电极的方法，其特征在于，所述三维工作台的材料为不锈钢、cu、al、ni或ti。

4.根据权利要求1所述的一种制备自支撑型多孔sn-cu电极的方法，其特征在于，所述步骤2中的所述混合粉末的颗粒度为0.5-200μm。

5.根据权利要求4所述的一种制备自支撑型多孔sn-cu电极的方法，其特征在于，所述混合粉末中sn元素含量为30wt.％-90wt.％。

6.根据权利要求1所述的一种制备自支撑型多孔sn-cu电极的方法，其特征在于，所述步骤2中粉末预置方式为送粉式、刮粉式或旋涂法。

7.根据权利要求1所述的一种制备自支撑型多孔sn-c...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄婷，曹利，肖荣诗，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：