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专利号: 2017109380457
申请人: 湖南师范大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 基本电气元件
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种硅铜锂离子电池负极, 其特征是,包括以下步骤:

①按铜元素:硅元素摩尔比为(1)∶(0.5-8)称取纳米硅粉和铜盐,将铜盐溶于M溶剂中后加入0.1g纳米硅粉超声分散,同时将适量沉淀剂溶于M溶剂中得沉淀剂液;

②在搅拌下,按铜元素:草酸根摩尔比(1)∶(1-1.5)以一定速度滴加入沉淀剂液,反应时间为0.5-6小时,反应结束后将沉淀进行多次水洗、醇洗、离心处理;

③操作②得到的浆料,通过涂布于集流体上压制干燥,得到一次极片;

④操作②得到的浆料通过真空干燥得到前驱体粉末,直接压制得一次极片;

⑤将一次极片置于保护气氛中分段煅烧,即可得到硅铜一体化电极;

⑥为进一步提高电极性能,电极包覆纳米银:将⑤中电极片置于银氨溶液中浸润,滴加还原剂还原即可得纳米银包覆的硅铜复合一体化电极;

⑦为进一步提高电极性能,电极包覆导电高分子:将⑤中电极片置于酸性苯胺溶液中浸润,滴加氧化剂还原即可得导电高分子包覆的硅铜复合一体化电极。

2.根据权利要求1中所述的一种硅铜锂离子电池负极,其特征是:所述步骤①中,所述溶剂为水、乙醇、乙二醇中至少一种或几种混合;超声分散时间为1~120min。

3.根据权利要求1中所述的一种硅铜锂离子电池负极,其特征是:所述①步骤中铜盐为硫酸铜、醋酸铜、硝酸铜、乙酰丙酮铜及氯化铜中至少一种或几种混合;纳米硅粉纯度为99~99.9999%,粒度为30~500nm;M溶剂为水、乙醇、乙二醇中至少一种或几种混合。

4.根据权利要求1中所述的一种铜硅锂离子电池负极,其特征是:所述②步骤中滴加速度为0.1mL/min~10mL/min;沉淀反应条件为:反应温度为20~80℃,反应时间为0.5~6小时。

5.根据权利要求1中所述的一种铜硅锂离子电池负极,其特征是:所述③步骤中所述集流体为铜箔、泡沫铜、铜网、泡沫镍、泡沫钛中至少一种;所述压力为0.2~20MPa/cm2。

6.根据权利要求1中所诉的一种铜硅锂离子电池负极,其特征是:所述③和④步骤中真空干燥温度60~150℃,干燥时间为0.5~18小时。

7.所述压力为0.2~20MPa/cm2。

8.根据权利要求1中所述的一种铜硅锂离子电池负极,其特征是:所述⑤步骤中所述煅烧反应温度为300~800℃,反应时间为30~400分钟,升温速率为1~20℃/min;惰性气氛保护气氛为高纯氮气、高纯氩气、高纯氦气中的一种、或一种与氢气按5~99的摩尔比混合。

9.根据权利要求1中所述的一种铜硅锂离子电池负极,其特征是:所述⑥步骤中银氨溶液为10~60mL,浓度为0.1~1.5%;所述还原剂为0.1~2%的甲醛或水合肼溶液,还原剂比例为n还原剂∶nAg=1∶1;所述反应时间为2~30分钟,反应温度为0~25℃。

10.根据权利要求1中所述的一种铜硅锂离子电池负极,其特征是:所述⑦步骤中苯胺溶液为10~60mL,浓度为5~50g/L;所诉酸为硫酸、盐酸、草酸、磷酸中一种,浓度为1mol/L;

所述氧化剂过硫酸铵,比例为n氧化剂∶n苯胺=1∶1;所述反应时间为2~30分钟,反应温度为0~25℃。