一种电沉积制备层状锡镀层的方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种电沉积制备层状锡镀层的方法。
【背景技术】
[0002]锡是一种银白色金属，具有熔点低(232°C )，延展性高、易抛光等特点。镀锡层对潮湿气候，水溶性盐溶液和弱酸均具有较好的耐腐蚀性，能与许多金属形成合金，因此，广泛应用于马口铁、合金制造、印刷电路板、五金等行业。
[0003]常见的电镀锡溶液分为酸性镀锡液和碱性镀锡液两大类。碱性镀锡液中锡是以四价的锡酸根离子存在的，而在酸性性镀锡液中，锡离子以二价阳离子的形式存在。硫酸盐镀锡工艺由于成分简单、原料易得、成本低廉、沉积速度快、电流效率高、对设备腐蚀小并可在室温下进行施镀，而成为光亮镀锡层的首选。在传统镀锡工艺中，无论采用酸性镀锡体系还是碱性镀锡体系，得到的均是光亮致密的镀层，光亮致密的锡镀层在作为锂电子电池负极时容易发生粉化，从而影响电池循环性能。
【发明内容】
[0004]本发明是要解决现有镀锡方法制备的均为光亮致密镀层的问题，提供一种电沉积制备层状锡镀层的方法。
[0005]本发明一种电沉积制备层状锡镀层的方法为:
[0006]将镀件碱性除油、水洗、酸洗，再水洗，干燥后得到电镀的阴极，以单质锡作为电镀的阳极；电镀的电流密度为2?5A/dm2，电镀温度为10?35°C，电镀时间为3?9min，即得到层状锡镀层；其中镀液包含硫酸亚锡、浓硫酸、明胶、添加剂和抗坏血酸，镀液中硫酸亚锡的终浓度为35?45g/L，浓硫酸的终浓度为180?182g/L，明胶的终浓度为0.2?1.0g/L、添加剂的终浓度为0.2?1.6mL/L，抗坏血酸的终浓度为0.3?0.5g/L。
[0007]本发明采用电沉积的方法制备了具有层状结构的锡镀层，镀液组成简单，电镀工艺易于控制。本发明制备的层状锡镀层与光亮致密的锡镀层相比，比表面积更大，因此能增大嵌锂容量。且由于致密的锡镀层在循环过程中易粉化变形，循环性能差，而层状结构能有效抑制充放电过程中负极的体积膨胀，因此不易形变，提高了锂离子电池的循环性能。
【附图说明】
[0008]图1为实施例1制备的层状锡镀层的扫描电镜照片。
【具体实施方式】
[0009]【具体实施方式】一:本实施方式一种电沉积制备层状锡镀层的方法为:将镀件碱性除油、水洗、酸洗，再水洗，干燥后得到电镀的阴极，以单质锡作为电镀的阳极；电镀的电流密度为2?5A/dm2，电镀温度为10?35°C，电镀时间为3?9min，即得到层状锡镀层；其中镀液包含硫酸亚锡、浓硫酸、明胶、添加剂和抗坏血酸，镀液中硫酸亚锡的终浓度为35?45g/L，浓硫酸的终浓度为180?182g/L，明胶的终浓度为0.2?1.0g/L、添加剂的终浓度为0.2?1.6mL/L，抗坏血酸的终浓度为0.3?0.5g/L。
[0010]本实施方式采用电沉积的方法制备了具有层状结构的锡镀层，镀液组成简单，电镀工艺易于控制。本实施方式制备的层状锡镀层与光亮致密的锡镀层相比，比表面积更大，因此能增大嵌锂容量。且由于致密的锡镀层在循环过程中易粉化变形，循环性能差。而层状结构能有效抑制充放电过程中负极的体积膨胀，因此不易形变，提高了锂离子电池的循环性能。
[0011]【具体实施方式】二:本实施方式与【具体实施方式】一不同的是:是采用质量浓度为20% HCl的水溶液进行酸洗。其它与【具体实施方式】一相同。
[0012]【具体实施方式】三:本实施方式与【具体实施方式】一或二不同的是:所述的镀液中硫酸亚锡的终浓度为40g/L。其它与【具体实施方式】一或二相同。
[0013]【具体实施方式】四:本实施方式与【具体实施方式】一至三之一不同的是:所述的镀液中浓硫酸的终浓度为181g/L。其它与【具体实施方式】一至三之一相同。
[0014]【具体实施方式】五:本实施方式与【具体实施方式】一至四之一不同的是:所述的镀液中明胶的终浓度为0.6g/L。其它与【具体实施方式】一至四之一相同。
[0015]【具体实施方式】六:本实施方式与【具体实施方式】一至五之一不同的是:所述的镀液中添加剂的终浓度为0.8mL/L。其它与【具体实施方式】一至五之一相同。
[0016]【具体实施方式】七:本实施方式与【具体实施方式】一至六之一不同的是:所述的镀液中明胶的终浓度为0.4g/L。其它与【具体实施方式】一至六之一相同。
[0017]【具体实施方式】八:本实施方式与【具体实施方式】一至七之一不同的是:所述的镀液中明胶的终浓度为0.8g/L。其它与【具体实施方式】一至七之一相同。
[0018]【具体实施方式】九:本实施方式与【具体实施方式】一至八之一不同的是:所述的镀液中添加剂的终浓度为1.2mL/L。其它与【具体实施方式】一至八之一相同。
[0019]【具体实施方式】十:本实施方式与【具体实施方式】一至九之一不同的是:所述的镀液中添加剂的终浓度为1.4mL/L。其它与【具体实施方式】一至九之一相同。
[0020]【具体实施方式】^^一:本实施方式与【具体实施方式】一至十之一不同的是:所述的添加剂是由苄叉丙酮、乙醇、甲醛、乙酸乙酯和二甲基甲硅烷醇按摩尔比为6:3:1:1:1的比例组成。其它与【具体实施方式】一至十之一相同。
[0021]【具体实施方式】十二:本实施方式与【具体实施方式】一至i^一之一不同的是:镀液中抗坏血酸的终浓度为0.4g/L。其它与【具体实施方式】一至^ 之一相同。
[0022]【具体实施方式】十三:本实施方式与【具体实施方式】一至十二之一不同的是:所述的镀液配制方法为:将浓硫酸倒入水中稀释，静置，待冷却至室温，得到硫酸溶液；将硫酸亚锡溶于水中，加入抗坏血酸，搅拌，放入超声波清洗机中分散，得到混合物；将混合物倒入硫酸溶液中，搅拌12h，过滤，向滤液中加入明胶和添加剂，搅拌均匀，即配制完成。其它与【具体实施方式】一至十二之一相同。
[0023]【具体实施方式】十四:本实施方式与【具体实施方式】一至十三之一不同的是:所述的阴极和阳极之间的距离为2cm。其它与【具体实施方式】一至十三之一相同。
[0024]下面的实施例将对本发明予以进一步的说明，但并不因此而限制本发明。
[0025]实施例1:本实施例电沉积制备层状锡镀层的方法为:将镀件碱性除油、水洗、用质量浓度为20% HCl水溶液进行酸洗，再水洗，干燥后得到电镀的阴极，以单质锡作为电镀的阳极，阴阳极之间的距离为2cm ;电镀的电流密度为3A/dm2，电镀温度为10°C，电镀时间为3min，即得到层状锡镀层；其中镀液包含硫酸亚锡、浓硫酸、明胶、添加剂和抗坏血酸，镀液中硫酸亚锡的终浓度为40g/L，浓硫酸的终浓度为181g/L，明胶的终浓度为0.6g/L、添加剂的终浓度为1.2mL/L，抗坏血酸的终浓度为0.4g/L。
[0026]本实施例制备的层状锡镀层的扫描电镜照片如图1所示，由图1可以看出该镀层具有明显的层状结构。
[0027]实施例2、本实施例电沉积制备层状锡镀层的方法为:将镀件碱性除油、水洗、用质量浓度为20% HCl水溶液进行酸洗，再水洗，干燥后得到电镀的阴极，以单质锡作为电镀的阳极，阴阳极之间的距离为2cm ;电镀的电流密度为1.5A/dm2,电镀温度为20°C，电镀时间为6min，即得到层状锡镀层；其中镀液包含硫酸亚锡、浓硫酸、明胶、添加剂和抗坏血酸，镀液中硫酸亚锡的终浓度为40g/L，浓硫酸的终浓度为181g/L，明胶的终浓度为0.4g/L、添加剂的终浓度为0.8mL/L，抗坏血酸的终浓度为0.4g/L。本实施例制备的锡镀层有明显的层状结构。
[0028]实施例3、本实施例电沉积制备层状锡镀层的方法为:将镀件碱性除油、水洗、用质量浓度为20% HCl水溶液进行酸洗，再水洗，干燥后得到电镀的阴极，以单质锡作为电镀的阳极，阴阳极之间的距离为2cm ；电镀的电流密度为4.5A/dm2,电镀温度为30°C，电镀时间为9min，即得到层状锡镀层；其中镀液包含硫酸亚锡、浓硫酸、明胶、添加剂和抗坏血酸，镀液中硫酸亚锡的终浓度为40g/L，浓硫酸的终浓度为181/L，明胶的终浓度为0.8g/L、添加剂的终浓度为1.4mL/L，抗坏血酸的终浓度为0.4g/L。本实施例制备的锡镀层有明显的层状结构。
[0029]实施例1?3中的添加剂是由苄叉丙酮、乙醇、甲醛、乙酸乙酯和二甲基甲硅烷醇按摩尔比为6:3:1:1:1的比例组成。
[0030]实施例1?3采用电沉积的方法制备了具有层状结构的锡镀层，镀液组成简单，电镀工艺易于控制。
【主权项】
1.一种电沉积制备层状锡镀层的方法，其特征在于该方法为:将镀件碱性除油、水洗、酸洗，再水洗，干燥后得到电镀的阴极，以单质锡作为电镀的阳极；电镀的电流密度为2?5A/dm2，电镀温度为10?35°C，电镀时间为3?9min，即得到层状锡镀层；其中镀液包含硫酸亚锡、浓硫酸、明胶、添加剂和抗坏血酸，镀液中硫酸亚锡的终浓度为35?45g/L，浓硫酸的终浓度为180?182g/L，明胶的终浓度为0.2?1.0g/L、添加剂的终浓度为0.2?1.6mL/L，抗坏血酸的终浓度为0.3?0.5g/L。2.根据权利要求1所述的一种电沉积制备层状锡镀层的方法，其特征在于所述的镀液中硫酸亚锡的终浓度为40g/L。3.根据权利要求1所述的一种电沉积制备层状锡镀层的方法，其特征在于所述的镀液中浓硫酸的终浓度为181g/L。4.根据权利要求1所述的一种电沉积制备层状锡镀层的方法，其特征在于所述的镀液中明胶的终浓度为0.6g/L。5.根据权利要求1所述的一种电沉积制备层状锡镀层的方法，其特征在于所述的镀液中添加剂的终浓度为0.8mL/L。6.根据权利要求1或5所述的一种电沉积制备层状锡镀层的方法，其特征在于所述的添加剂是由苄叉丙酮、乙醇、甲醛、乙酸乙酯和二甲基甲硅烷醇按摩尔比为6:3:1:1:1的比例组成。7.根据权利要求1所述的一种电沉积制备层状锡镀层的方法，其特征在于所述的镀液中抗坏血酸的终浓度为0.4g/L。8.根据权利要求1所述的一种电沉积制备层状锡镀层的方法，其特征在于所述的镀液配制方法为:将浓硫酸倒入水中稀释，静置，待冷却至室温，得到硫酸溶液；将硫酸亚锡溶于水中，加入抗坏血酸，搅拌，放入超声波清洗机中分散，得到混合物；将混合物倒入硫酸溶液中，搅拌12h，过滤，向滤液中加入明胶和添加剂，搅拌均匀，即配制完成。9.根据权利要求1所述的一种电沉积制备层状锡镀层的方法，其特征在于所述的阴极和阳极之间的距离为2cm。
【专利摘要】一种电沉积制备层状锡镀层的方法，本发明涉及一种电沉积制备层状锡镀层的方法。本发明是要解决现有镀锡方法制备的均为光亮致密镀层的问题，方法为：将镀件碱性除油、水洗、酸洗，再水洗，干燥后得到电镀的阴极，以单质锡作为电镀的阳极；电镀的电流密度为2～5A/dm2，电镀温度为10～35℃，电镀时间为3～9min，即得到层状锡镀层，其中镀液包含硫酸亚锡、浓硫酸、明胶、添加剂和抗坏血酸。本发明采用电沉积的方法制备了具有层状结构的锡镀层，镀液组成简单，电镀工艺易于控制。本发明应用于材料制备领域。
【IPC分类】C25D3/30
【公开号】CN105088290
【申请号】CN201510599887
【发明人】杨培霞, 温小玉, 李瑞楠, 吴李斌, 张锦秋, 安茂忠
【申请人】哈尔滨工业大学
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2015年9月18日