锂离子电池的锡和导电高分子复合负极材料膜的制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种锂离子电池的锡和导电高分子复合负极材料膜的制备方法，所述的锡和导电高分子复合负极材料膜以石墨纸为基底，所述的石墨纸表面沉积的金属锡为颗粒状，导电高分子纳米纤维分散于金属锡颗粒之间及其表面，具体包括以下步骤：a、石墨纸的前处理；b、恒电流沉积金属锡；c、导电高分子电沉积准备；d、恒电位法电化学合成导电高分子膜；f、制备完成锡和导电高分子复合负极材料膜。本发明的导电高分子分散于锡纳米颗粒之间及其表面，锡起到储锂/脱锂的电化学作用，导电高分子网络起到导电作用的同时限制、缓冲了锡纳米颗粒在充放电过程中的体积变化，防止颗粒团聚，保证了材料的循环稳定性。
【专利说明】锂离子电池的锡和导电高分子复合负极材料膜的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及锂电池材料的领域，特别是涉及一种锂离子电池的锡和导电高分子复合负极材料膜的制备方法。
【背景技术】
[0002]随着能源需求的日益增长，对新型能源材料的研究开发迫在眉睫。锂离子电池具有输出电压高、比容量大、放电电压平稳及安全性好等优点，已成为新型二次化学电源领域研究与开发的热点之一。锂离子电池的性能主要依赖于正、负极活性材料性能的提高。目前常用的锂离子电池负极材料以碳材料为主，其理论比容量相对较低(372mAh/g)，同时存在首次充放电效率低、有机溶剂共嵌入等缺点。因此非碳负极材料的研究开发成为提高锂离子电池性能的热点课题。
[0003]金属锡能与锂进行可逆的合金化与去合金化反应，具有良好的嵌锂/脱锂性能，对溶剂选择性友好，其理论比容量达990mAh/g，因而是一种很有前景的负极材料。锂离子电池锡基负极材料的制备方法较多，主要有化学还原法、物理法和电沉积法等。中国发明专利(郭洪等，一种高容量锡锑镍合金复合物锂离子电池负极材料的制备方法，CN 1786221 A)采用碳热还原法制备锡锑镍合金粉末材料，该法需要高温、氩气保护，成本较高，对设备要求也较高。与粉末材料相比，电沉积法制备的金属合金类电极材料常温常压条件下即可完成，所得的镀层和基体的结合力更好，操作简单、成本低。王慧娟等人([J]王慧娟等，锂离子电池用金属锡电沉积层的储锂性能，中国有色金属学报，2010，20，1155)以铜箔为基体，采用电沉积法制备了锡电沉积层，并将其制成锂离子电池用锡负极，其问题在于，电化学循环过程中锡颗粒团聚导致循环性能显著降低。
[0004]由于金属锡在反复脱嵌锂过程中，锡颗粒易聚集导致活性降低和循环性能降低，并且锡基负极材料在锂合金化/去合金化过程中存在体积效应，导致锡基负极材料具有较大的不可逆容量、循环性能不佳。目前采用的方法有，一是制备锡纳米材料，纳米粒子的比表面积大，有利于更多的锂发生电化学作用，同时有利于缓冲其充放电过程的体积变化；其次将锡与其他材料形成复合结构，锡作负极材料，其他材料具有缓冲作用，抑制锡的体积效应。中国发明专利(李长东等，一种锂离子电池锡锑镍合金负极材料的制备方法，授权
【发明者】杨刚, 尹凡, 王飞, 江学范 申请人:苏州路特新能源科技有限公司