将沉积了镍/铜合金层的不锈钢箔片从电解液中取出并用大量去离子水冲洗，然后置于80 °C的真空烘箱中干燥4h。
[0071]步骤5，将干燥之后的沉积有镍/铜合金层的不锈钢箔片置于铜刻蚀剂中反应8h，除去镍/铜合金中的铜;再用大量去离子水冲洗除去铜后的不锈钢箔片，以去除刻蚀反应中生成的杂质;然后置于真空烘箱中在120°C的条件下干燥24h，得到多孔镍导电基底。
[0072]步骤6，将步骤5得到的多孔镍导电基底置于化学气象沉积炉中，向沉积炉中通入SiH4，在900 0C下沉积6小时，得到本实施例提供的硅基负极材料。
[0073]实施例4
[O O7 4 ]本实施例提供一种娃基负极材料，该娃基负极材料米用以下制备方法制备得到，具体制备方法如下:
[0075]步骤I，以25cm2的不锈钢箔片作为基底，用细砂纸对不锈钢箔片的表面进行打磨，然后用去离子水清洗并且干燥。
[0076]步骤2，向200ml去离子水中加入Imol的NiS04、0.04mol的ZnS04以及0.5mol的硼酸得到电解液，所得电解液的PH值约为4.1。
[0077]步骤3，在室温(25°C)下，将不锈钢箔片放入步骤2得到的电解液中进行电沉积，在不锈钢箔片表面形成镍/锌合金层。
[0078]步骤4，电沉积完成后，将沉积了镍/锌合金层的不锈钢箔片从电解液中取出并用大量去离子水冲洗，然后置于80 °C的真空烘箱中干燥4h。
[0079]步骤5，将干燥之后的沉积有镍/锌合金层的不锈钢箔片置于锌刻蚀剂中反应6h，除去镍/锌合金中的锌;再用大量去离子水冲洗除去锌后的不锈钢箔片，以去除刻蚀反应中生成的杂质;然后置于真空烘箱中在120°C的条件下干燥24h，得到多孔镍导电基底。
[0080]步骤6，将步骤5得到的多孔镍导电基底置于化学气象沉积炉中，向沉积炉中通入SiH4，在820 °C下沉积4.5小时，得到本实施例提供的硅基负极材料。
[0081 ] 实施例5
[OO82 ]本实施例提供一种娃基负极材料，该娃基负极材料米用以下制备方法制备得到，具体制备方法如下:
[0083]步骤I，以25cm2的不锈钢箔片作为基底，用细砂纸对不锈钢箔片的表面进行打磨，然后用去离子水清洗并且干燥。
[0084]步骤2，向200ml去离子水中加入Imol的NiS04、0.06mol的AgNO 3以及0.5mol的硼酸得到电解液，所得电解液的PH值约为4.1。
[0085]步骤3，在室温(25°C)下，将不锈钢箔片放入步骤2得到的电解液中进行电沉积，在不锈钢箔片表面形成镍/银合金层。
[0086]步骤4，电沉积完成后，将沉积了镍/银合金层的不锈钢箔片从电解液中取出并用大量去离子水冲洗，然后置于80 °C的真空烘箱中干燥4h。
[0087]步骤5，将干燥之后的沉积有镍/银合金层的不锈钢箔片置于银刻蚀剂中反应6h，除去镍/银合金中的银;再用大量去离子水冲洗除去银后的不锈钢箔片，以去除刻蚀反应中生成的杂质;然后置于真空烘箱中在120°C的条件下干燥24h，得到多孔镍导电基底。
[0088]步骤6，将步骤5得到的多孔镍导电基底置于化学气象沉积炉中，向沉积炉中通入S iH4，在860 °C下沉积5小时，得到本实施例提供的硅基负极材料。
[0089]以上述实施例1?5中的硅基负极材料作为负极，和正极、隔膜以及电解液组装锂离子电池，对所得锂离子电池的性能进行测试，结果显示，上述实施例1?5中的硅基负极材料作为负极的锂离子电池具有较高的首次库伦效率以及循环稳定性。
[0090 ]综上，采用本发明实施例提供的制备方法制备得到的硅基负极材料中，活性物质一硅和集流体为一体化结构，硅与集流体紧密接触，解决了硅基负极材料由于剧烈的体积变化引起的与集流体接触不良影响电子传输的问题，提高了电子的传输效率，并且能够有效防止在脱嵌锂过程中SEI膜不断增厚。以本发明实施例提供的制备方法制备得到的硅基负极材料制作的锂离子电池具有较高的质量比容量以及较好的循环稳定性。
[0091]以上所述仅是为了便于本领域的技术人员理解本发明的技术方案，并不用以限制本发明。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种硅基负极材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤: 步骤a，利用含有第一金属离子和第二金属离子的电解液在基底表面电沉积第一金属/第二金属合金层，所述电解液中第一金属离子和第二金属离子的摩尔比为1:0.02?1:0.08； 步骤b，利用刻蚀剂去除所述第一金属/第二金属合金层中的第二金属，得到多孔结构的第一金属层； 步骤C，采用化学气相沉积法在步骤b所得多孔结构的第一金属层表面沉积硅纳米颗粒即得所述硅基负极材料。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤a具体包括: 将所述第一金属的可溶性盐、所述第二金属的可溶性盐以及PH值调节剂溶于水中得到所述电解液； 在室温下，将所述基底放入所述电解液中进行电沉积，在所述基底表面形成所述第一金属/第二金属合金层； 用去离子水冲洗沉积有所述第一金属/第二金属合金层的基底，然后对冲洗后的基底进行干燥。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤b具体包括: 将干燥后的表面沉积有所述第一金属/第二金属合金层的基底放入所述刻蚀剂中，使所述第一金属/第二金属合金层中的第二金属与所述刻蚀剂充分反应以除去第二金属； 用去离子水冲洗去除所述第二金属后的基底，然后对冲洗后的基底进行干燥。4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述基底为不锈钢箔片，所述第一金属为镍，所述第二金属为铜、锌或者银。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述第一金属的可溶性盐为硫酸镍或者硝酸镍;所述第二金属的可溶性盐为硫酸铜、硝酸铜、氯化铜、硫酸锌、硝酸锌、氯化锌或者硝酸银。6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述pH值调节剂为硼酸，所述电解液的pH值为4?5。7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤c中，用于在所述多孔结构的第一金属层表面沉积硅纳米颗粒的前躯体为SiH4、SiCl4、SiHCl3、SiH2Cl2或SiH3Cl中至少一种。8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，化学气相沉积的条件为:在800°C?900 °C下沉积4?6小时。9.一种由权利要求1?8任一项所述的制备方法制备得到的娃基负极材料。10.一种权利要求9所述的硅基负极材料在锂离子电池中的应用。
【专利摘要】本发明公开了一种硅基负极材料、制备方法及其应用，属于锂离子电池材料技术领域。该制备方法包括以下步骤：步骤a，利用含有第一金属离子和第二金属离子的电解液在基底表面电沉积第一金属/第二金属合金层，所述电解液中第一金属离子和第二金属离子的摩尔比为1:0.02～1:0.08；步骤b，利用刻蚀剂去除所述第一金属/第二金属合金层中的第二金属，得到多孔结构的第一金属层；步骤c，采用化学气相沉积法在步骤b所得多孔结构的第一金属层表面沉积硅纳米颗粒即得所述硅基负极材料。所得硅基负极材料中活性物质和集流体为一体结构，解决了硅基负极材料由于剧烈的体积变化引起的与集流体接触不良影响电子传输的问题，提高了电子的传输效率。
【IPC分类】H01M4/74, H01M4/66, H01M4/38, H01M10/0525
【公开号】CN105702942
【申请号】CN201610048215
【发明人】王秀田, 赵志刚, 杨玉梅
【申请人】奇瑞汽车股份有限公司
【公开日】2016年6月22日
【申请日】2016年1月22日