[发明专利]一种锂离子电池用电极及其制备和应用

权利要求书

1.一种锂离子电池用电极，其特征在于：所述电极是以泡沫镍作为催化剂，将泡沫镍板与待沉积导电物质的板状硅电极基体外表面接触，采用接触式化学镀工艺实现对硅电极基体的化学原位沉积使其表面及内部沉积有镍磷复合涂层，电极表面镍磷复合涂层厚度0.3μm-3μm；硅电极基体包括活性物质、导电碳材料和粘结剂，或活性物质和粘结剂；其中活性物质的质量含量60-80%，导电碳材料的质量含量为0-20%，粘结剂的质量含量10-35%，硅电极基体表层及内部的镍磷复合涂层质量含量占电极的1-10wt%；

具体的制备方法为：1）泡沫镍预处理：将泡沫镍置于PH值在2.0-5.0之间的硫酸、盐酸或硝酸的水溶液中5-20分钟，然后用去离子水清洗泡沫镍；

2) 将预处理后得到的泡沫镍与所述硅电极基体制备的电极面与面相对层叠放在一起，并用夹子或橡皮筋固定确保其面与面紧密接触,并将其置于化学镀液中；

3）对电极材料进行化学镀Ni-P复合涂层修饰：化学镀镀液包括镍盐、复合物溶液、还原剂、络合剂和缓冲剂组成的水溶液；镍盐为氯化镍、硫酸镍、磷酸镍、醋酸镍中的一种或二种以上，浓度均在10-50g/L；复合物溶液包括PTFE、PVDF水溶液中的一种或二种以上，每升镀液中可放入1-7ml的10wt% PTFE水溶液和/或 10wt% PVDF水溶液；还原剂为次磷酸钠，质量浓度10-50g/L；络合剂由EDTA、EGTA、酒石酸钠、柠檬酸钠中的一种或两种以上，质量浓度10-50g/L；缓冲剂为醋酸钠，醋酸铵，氯化铵中的一种或两种以上，质量浓度10-50g/L；

镀液pH在4.0-5.0或8.0-9.5之间；化学镀过程中温度控制在60-90^oC之间，时间控制在15分钟-8小时之间。

2.按照权利要求1所述电极，其特征在于：所述导电碳材料包括碳纳米管、石墨烯、碳纳米纤维、KB600、 KB300、Super-P中的一种或两种以上。

3.按照权利要求1所述电极，其特征在于：所述粘结剂为聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚乙二醇（PEG）、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物(PVDF-HFP)中的一种或两种以上。

4.按照权利要求1所述电极，其特征在于：所述活性物质为硅的氧化物、纳米硅颗粒、多孔硅、硅/金属、硅/碳复合材料中的一种或两种。

5.一种权利要求1-4任一所述的电极的制备方法，其特征在于:

1）泡沫镍预处理：将泡沫镍置于PH值在2.0-5.0之间的硫酸、盐酸或硝酸的水溶液中5-20分钟，然后用去离子水清洗泡沫镍；

2) 将预处理后得到的泡沫镍与权利要求1-4所述硅电极基体制备的电极面与面相对层叠放在一起，并用夹子或橡皮筋固定确保其面与面紧密接触,并将其置于化学镀液中；

3）对电极材料进行化学镀Ni-P复合涂层修饰：化学镀镀液包括镍盐、复合物溶液、还原剂、络合剂和缓冲剂组成的水溶液；镍盐为氯化镍、硫酸镍、磷酸镍、醋酸镍中的一种或二种以上，浓度均在10-50g/L；复合物溶液包括PTFE、PVDF水溶液中的一种或二种以上，每升镀液中可放入1-7ml的10wt% PTFE水溶液和/或 10wt% PVDF水溶液；还原剂为次磷酸钠，质量浓度10-50g/L；络合剂由EDTA、EGTA、酒石酸钠、柠檬酸钠中的一种或两种以上，质量浓度10-50g/L；缓冲剂为醋酸钠，醋酸铵，氯化铵中的一种或两种以上，质量浓度10-50g/L；

镀液pH在4.0-5.0或8.0-9.5之间；化学镀过程中温度控制在60-90^oC之间，时间控制在15分钟-8小时之间。

6.按照权利要求5所述的制备方法，其特征在于: 化学镀镀液还包括稳定剂，稳定剂为硫代硫酸钠，碘化钾，硫脲中的一种或两种以上，质量浓度0.01-0.1g/L。

7.按照权利要求5所述的制备方法，其特征在于:采用pH调节剂调节镀液pH，pH调节剂为100-400g/L浓度的盐酸或硫酸溶液、40-160g/L浓度的氢氧化钠或氨水溶液。

8.一种权利要求1所述电极的应用，所述电极作为负极应用于二次锂离子电池中，二次锂 离子 电池由正极、膜和负极组成。