一種錫基合金柔性薄膜電極及其製備方法

2024-04-10 09:54:05

一種錫基合金柔性薄膜電極及其製備方法
【專利摘要】本發明公開了一種錫基合金柔性薄膜電極及其製備方法，該電極包括基體，所述基體為導電高分子薄膜，基體的一面或兩面具有錫基合金層。本發明的錫基合金柔性薄膜電極，基體為導電高分子薄膜，具有良好的伸縮性、耐腐蝕性、柔韌性和導電性，所得錫基合金柔性薄膜電極更薄，在具有導電性的同時，具有良好的彈性、柔韌性、延展性和耐腐蝕性，適合用於製備柔性電池；錫基合金具有高的能量密度、低的放電平臺和較好的導電性，使電極具有較高的電化學性能和較好的循環性能；在充放電過程中，隨著錫的體積變化，基體會有一定的伸縮變化，防止錫的脫落和粉化；錫基合金結構對錫的體積變化有良好的減緩和限制作用，進而提高電池的循環穩定性。
【專利說明】一種錫基合金柔性薄膜電極及其製備方法

【技術領域】
[0001] 本發明屬於鋰離子電池【技術領域】，具體涉及一種錫基合金柔性薄膜電極，同時還 涉及一種錫基合金柔性薄膜電極的製備方法。

【背景技術】
[0002] 現代社會對於能源的需求大大促進了儲能技術的發展，鋰離子電池目前已經佔據 了可攜式電器的市場，同時，人們渴望找到能量更高、壽命更長、安全性更高的電池。其中， 有些特殊領域除了以上要求外，對於電池電極的柔性也提出了更高的要求，於是對於鋰離 子電池的電極材料及其電極製備提出了更高的要求。
[0003] 錫基材料作為鋰離子負極材料，因其高的能量密度、低的放電平臺和較好的導電 性而得到廣泛的關注。但是，由於錫在電池充放電過程中的體積變化高達400%以上，造成 其極易從集流體上脫落和粉化，從而引起電池循環性能下降以及電池穩定性較差。為了解 決上述問題，研究者採用了很多的材料與方法，如用活性/非活性、活性/低活性複合合金 材料以及合金材料與柔性集流體相結合的技術，或者採用磁控濺射、電子蒸鍍、電沉積等技 術在銅箔或者銅基體上沉積薄膜錫基合金或者錫和其它材料的複合物。但是這些技術仍然 存在很大不足，無法實現柔韌性、耐腐蝕性較好的柔性薄膜電極的製備，沒能從根本上解決 採用錫電極的電池循環性能及電池穩定性較差的問題。


【發明內容】

[0004] 本發明的目的是提供一種錫基合金柔性薄膜電極，解決現有採用錫材料電極的電 池循環性能及電池穩定性差的問題。
[0005] 本發明的第二個目的是提供一種錫基合金柔性薄膜電極的製備方法。
[0006] 為了實現以上目的，本發明所採用的技術方案是：一種錫基合金柔性薄膜電極，包 括基體，所述基體為導電高分子薄膜，基體的一面或兩面具有錫基合金層。
[0007] 所述錫基合金柔性薄膜電極的厚度為25?200 i! m ;所述導電高分子薄膜的厚度 為 15 ?50 u m。
[0008] 所述導電高分子薄膜是由本徵態和/或摻雜的高分子聚合物材料製成的；所述高 分子聚合物材料為聚乙炔（PA)、聚苯胺（PAN)、聚吡咯（PPY)、聚噻吩（PTH)、聚乙烯咔唑、聚 對苯乙烯（PS)、聚對苯硫醚（PTH)中的任意一種或者多種的混合物。
[0009] 所述導電高分子薄膜是以本徵態和/或摻雜的高分子聚合物材料粉體為原料，經 高壓壓製成膜所得。
[0010] 所述高壓壓制的壓力為80?150MPa。
[0011] 所述摻雜的高分子聚合物材料為對甲苯磺酸根摻雜的高分子聚合物材料或氯離 子摻雜的高分子聚合物材料。
[0012] 所述對甲苯磺酸根摻雜的高分子聚合物材料是由以下方法製備的：取聚合物單 體，在電化學聚合條件下，摻雜大分子對甲苯磺酸根，以導電玻璃或鈦板為陰陽極進行電聚 合，即得導電高分子薄膜。
[0013] 所述對甲苯磺酸根摻雜的高分子聚合物材料中，對甲苯磺酸根的摩爾百分含量為 1% ?10%。
[0014] 所述氯離子摻雜的高分子聚合物材料是由以下方法製備的：取聚合物單體，加入 三氯化鐵為氧化劑，通過化學氧化法聚合得粉體聚合物，即為氯離子摻雜的高分子聚合物 材料。
[0015] 所述氯離子摻雜的高分子聚合物材料中，氯離子的摩爾百分含量為1 %?10%。
[0016] 所述錫基合金層是以基體為陰極進行電鍍，在導電高分子薄膜表面電沉積錫基合 金形成的。
[0017] 所述錫基合金為銅錫合金。本發明的錫基合金柔性薄膜電極中，形成錫基合金層 的錫基合金主要為Cu 6Sn5，同時還存在其它合金成分，如Cu3Sn、CuSn等。
[0018] 所述電鍍所用的電鍍液中，電鍍主鹽為銅鹽和錫鹽；所述銅鹽在電鍍液中的濃度 為0? 06?0? 6mol/L，所述錫鹽在電鍍液中的濃度為0? 05?0? 5mol/L。
[0019] 所述銅鹽為焦磷酸銅。所述錫鹽為焦磷酸亞錫。
[0020] 所述電鍍液中還含有鉀鹽，所述鉀鹽在電鍍液中的濃度為0. 1?1. Omol/L。
[0021] 所述鉀鹽為焦磷酸鉀。
[0022] 焦磷酸鉀在鍍液中主要作用為：焦磷酸根和銅、錫離子起到配位作用，形成金屬配 合物，在電沉積時使二者的沉積電位相近，使銅錫同時沉積形成合金的作用；鉀離子在鍍液 中起到很好的傳輸電子的作用，使鍍液中的電流密度分布更加均勻。
[0023] 所述電鍍液中還含有電鍍添加劑，所述電鍍添加劑為聚二硫二丙烷磺酸鈉、硫脲、 三乙醇胺、聚醚多元醇、聚乙二醇、聚丙二醇、明膠、葡萄糖、3-巰基-1-丙磺酸鈉中的任意 一種或多種；所述電鍍添加劑在電鍍液中的濃度為0. 5?5g/L。
[0024] 鍍液中電鍍添加劑的作用為：一方面在電沉積時細化沉積的合金顆粒和整平鍍 層，使合金層顆粒細小表面鍍層平整；另一方面，添加劑起到輔助配位劑的作用，使銅錫離 子在一定的電流或者電壓下，還原電位（沉積電位）相同或相差極小。
[0025] 所述電鍍液中還含有金屬摻雜元素，所述金屬摻雜元素為鋪、鍺、鉛、錯、鋅、銀、 鈷、鐵、錳、鉻、鑰、鈦、鋯中的任意一種或多種；所述金屬摻雜元素與電鍍液中電鍍主鹽的摩 爾比為0. 5?5:100。
[0026] 金屬摻雜兀素作用是使六方晶系Cu6Sn5相形成中，少量金屬離子摻入使Cu 6Sn5相 形成缺陷和非整比相，在合金鋰離子的嵌入/脫出中（充放電過程），鋰離子的快速進出，提 高合金本體導電性和其它電化學性能。
[0027] -種上述的錫基合金柔性薄膜電極的製備方法，包括下列步驟：
[0028] 1)取導電高分子薄膜作為基體，對基體進行除油除汙處理；
[0029] 2)以基體為陰極進行電鍍，在導電高分子薄膜表面電沉積錫基合金，即得錫基合 金柔性薄膜電極。
[0030] 步驟1)中，所述對基體進行除油除汙處理是對基體表面進行鹼性除油和酸性除 汙的清潔處理。
[0031] 步驟2)中，所述電鍍為恆電流電鍍，電流密度為1?5A/dm2,電鍍溫度為25? 40°C，電鍍時間為10?30min。
[0032] 本發明的錫基合金柔性薄膜電極，基體為導電高分子薄膜，導電高分子薄膜具有 良好的伸縮性、耐腐蝕性、柔韌性和導電性，以導電高分子薄膜為基體，所得錫基合金柔性 薄膜電極更薄，在具有導電性的同時，具有良好的彈性、柔韌性、延展性和耐腐蝕性，適合用 於製備柔性電池；基體的一面或兩面具有錫基合金層，錫基合金具有高的能量密度、低的放 電平臺和較好的導電性，使電極具有較高的電化學性能和較好的循環性能；電極表現出的 柔性除了由於基體的導電聚合物高分子膜具有柔性外，在銅錫合金的沉積過程中，銅/錫 離子和導電聚合物膜中聚合物鏈結構中雜原子N、S等具有很強的化學鍵作用，沉積的銅錫 合金和導電聚合物膜的結合部分是晶體交叉互生結構，這樣製備的銅錫合金導電聚合物膜 電極很好的延續了高分子的柔性，以及藉助高分子的柔性緩衝了充放電過程中錫的體積變 化，防止錫的脫落和粉化；同時結合錫基合金結構中銅對錫的體積變化的減緩和限制作用， 進而提商電池的循環穩定性。
[0033] 本發明的錫基合金柔性薄膜電極的製備方法，採用電沉積電鍍鍍膜工藝，在導電 高分子薄膜上電沉積錫基合金製備成錫基合金柔性薄膜電極；電鍍的方法使銅和錫在絡合 後同時析出，所得錫基合金層成分均一、厚薄均勻；錫基合金層與基體的結合力強，錫基合 金不易從基體上脫落；可以通過改變電鍍的電流密度和時間來控制錫基合金層的厚度，方 便調控；所得錫基合金柔性薄膜電極具有良好的彈性、柔韌性、延展性和耐腐蝕性，同時具 有優異的循環性能和循環穩定性；本發明的製備方法，工藝簡單，操作方便，可實現連續制 備，適合大規模工業化生產。

【具體實施方式】
[0034] 下面結合【具體實施方式】對本發明作進一步的說明。
[0035] 實施例1
[0036] 本實施例的錫基合金柔性薄膜電極，包括基體，所述基體為導電高分子薄膜，基體 的兩面均具有錫基合金層。
[0037] 所述錫基合金柔性薄膜電極的厚度為25 ym。所述導電高分子薄膜是以聚乙炔 (PA)和聚苯胺（PAN)的混合物為原料，經150MPa壓力壓製成膜，即得的聚乙炔/聚苯胺 (PA/PAN)導電薄膜，該導電薄膜的厚度為15pm。所述導電薄膜中，聚乙炔與聚苯胺的摩爾 比為1:1。
[0038] 所述錫基合金層是以基體為陰極進行電鍍，在導電高分子薄膜表面電沉積銅錫合 金形成的。所述電鍍所用的電鍍液中，電鍍主鹽為焦磷酸銅和焦磷酸亞錫；所述焦磷酸銅在 電鍍液中的濃度為〇. 〇6mol/L，所述焦磷酸亞錫在電鍍液中的濃度為0. 05mol/L。所述電鍍 液中還含有濃度為0. lmol/L的焦磷酸鉀、濃度為0. 5g/L的電鍍添加劑、濃度為0. 005mol/ L的金屬摻雜元素；所述電鍍添加劑為葡萄糖、聚醚多元醇、聚乙二醇的摩爾比為1:1:1的 混合物；所述金屬添加元素為Fe 3+,其與電鍍主鹽的摩爾比約為4. 5:100。
[0039] 本實施例的錫基合金柔性薄膜電極的製備方法，包括下列步驟：
[0040] 1)取PA/PAN導電薄膜作為基體，對基體表面依次進行鹼性除油和酸性除汙的清 潔處理；
[0041] 2)按要求配製電鍍液；
[0042] 3)以基體為陰極進行電鍍，錫銅比為5:6的電極板為陽極進行電鍍，所述電鍍為 恆電流電鍍，電流密度為lA/dm2,電鍍溫度為25°C，電沉積（電鍍）過程中保持電鍍液成分 不變，電鍍時間為lOmin，在PA/PAN導電薄膜表面電沉積錫基合金，即得厚度為25 y m的錫 基合金柔性薄膜電極。
[0043] 以本實施例所得錫基合金柔性薄膜電極為工作電極（正極），鋰片作為輔助電極 (負極），Celgard 2400作為隔膜，1M LiPF6(體積比EC:DEC= 1:1)作為電解液，在氬氣氛 圍下的手套箱中組裝2032型半電池。
[0044] 對所得半電池的循環性能進行測試，結果表明在100mA/g電流，0-2V電壓條件下， 該半電池的初始容量為995mAh/g，100次循環後容量仍然為551mAh/g。
[0045] 實施例2
[0046] 本實施例的錫基合金柔性薄膜電極，包括基體，所述基體為導電高分子薄膜，基體 的兩面均具有錫基合金層。
[0047] 所述錫基合金柔性薄膜電極的厚度為200i!m。所述導電高分子薄膜是以吡咯 (PY)為聚合單體，在電化學聚合條件下，以導電玻璃板為陰陽兩極，摻雜大分子對甲苯磺 酸根（PTS-)，聚合得到聚吡咯/對甲苯磺酸根（PPY/PTS)導電薄膜，該導電薄膜的厚度為 50iim。所述PPY/PTS導電薄膜中，對甲苯磺酸根的摻雜量為10% (摩爾百分含量）。
[0048] 所述錫基合金層是以基體為陰極進行電鍍，在導電高分子薄膜表面電沉積銅錫合 金形成的。所述電鍍所用的電鍍液中，電鍍主鹽為焦磷酸銅和焦磷酸亞錫；所述焦磷酸銅在 電鍍液中的濃度為〇. 6mol/L，所述焦磷酸亞錫在電鍍液中的濃度為0. 5mol/L。所述電鍍液 中還含有濃度為lmol/L的焦磷酸鉀、濃度為5g/L的電鍍添加劑、濃度為0. 006mol/L的金 屬摻雜元素；所述電鍍添加劑為葡萄糖、明膠、聚乙二醇的摩爾比為1:2:3的混合物；所述 金屬添加元素為Ti 2+,其與電鍍主鹽的摩爾比約為0. 55:100。
[0049] 本實施例的錫基合金柔性薄膜電極的製備方法，包括下列步驟：
[0050] 1)取PPY/PTS導電薄膜作為基體，對基體表面依次進行鹼性除油和酸性除汙的清 潔處理；
[0051] 2)按要求配製電鍍液；
[0052] 3)以基體為陰極進行電鍍，錫銅比為5:6的電極板為陽極進行電鍍，所述電鍍為 恆電流電鍍，電流密度為5A/dm 2,電鍍溫度為40°C，電沉積（電鍍）過程中保持電鍍液成分 不變，電鍍時間為30min，在PPY/PTS導電薄膜表面電沉積錫基合金，即得厚度為200 y m的 錫基合金柔性薄膜電極。
[0053] 以本實施例所得錫基合金柔性薄膜電極為工作電極（正極），鋰片作為輔助電極 (負極），Celgard 2400作為隔膜，1M LiPF6(體積比EC:DEC= 1:1)作為電解液，在氬氣氛 圍下的手套箱中組裝2032型半電池。
[0054] 對所得半電池的循環性能進行測試，結果表明在100mA/g電流，0-2V電壓條件下， 該半電池的初始容量為986mAh/g，100次循環後容量仍然為512mAh/g。
[0055] 實施例3
[0056] 本實施例的錫基合金柔性薄膜電極，包括基體，所述基體為導電高分子薄膜，基體 的兩面均具有錫基合金層。
[0057] 所述錫基合金柔性薄膜電極的厚度為125pm。所述導電高分子薄膜是以吡咯 (PY)為聚合單體，加入三氯化鐵（FeCl3)為氧化劑，通過化學氧化法聚合得到摻雜氯離子 (C1-)的PPY材料；取摻雜氯離子的PPY粉體，然後lOOMPa壓製成膜，得到的PPY/C1導電 薄膜，該導電薄膜的厚度為50i!m。所述導電薄膜中，氯離子的摻雜量為1% (摩爾百分含 量）。
[0058] 所述錫基合金層是以基體為陰極進行電鍍，在導電高分子薄膜表面電沉積銅錫合 金形成的。所述電鍍所用的電鍍液中，電鍍主鹽為焦磷酸銅和焦磷酸亞錫；所述焦磷酸銅 在電鍍液中的濃度為〇. 24mol/L，所述焦磷酸亞錫在電鍍液中的濃度為0. 3mol/L。所述電 鍍液中還含有濃度為0. 6mol/L的焦磷酸鉀、濃度為4g/L的電鍍添加劑、濃度為0. Olmol/ L的金屬摻雜元素；所述電鍍添加劑為聚二硫二丙烷磺酸鈉、葡萄糖、聚乙二醇的摩爾比為 1:1:1的混合物；所述金屬添加元素為Cr 3+，其與電鍍主鹽的摩爾比約為2. 3:100。
[0059] 本實施例的錫基合金柔性薄膜電極的製備方法，包括下列步驟：
[0060] 1)取PPY/C1導電薄膜作為基體，對基體表面依次進行鹼性除油和酸性除汙的清 潔處理；
[0061] 2)按要求配製電鍍液；
[0062] 3)以基體為陰極進行電鍍，錫銅比為5:6的電極板為陽極進行電鍍，所述電鍍為 恆電流電鍍，電流密度為3A/dm 2,電鍍溫度為30°C，電沉積（電鍍）過程中保持電鍍液成分 不變，電鍍時間為20min，在PPY/C1導電薄膜表面電沉積錫基合金，即得厚度為125 y m的錫 基合金柔性薄膜電極。
[0063] 以本實施例所得錫基合金柔性薄膜電極為工作電極（正極），鋰片作為輔助電極 (負極），Celgard 2400作為隔膜，1M LiPF6(體積比EC:DEC= 1:1)作為電解液，在氬氣氛 圍下的手套箱中組裝2032型半電池。
[0064] 對所得半電池的循環性能進行測試，結果表明在100mA/g電流，0-2V電壓條件下， 該半電池的初始容量為990mAh/g，100次循環後容量仍然為514mAh/g。
[0065] 實施例4
[0066] 本實施例的錫基合金柔性薄膜電極，包括基體，所述基體為導電高分子薄膜，基體 的兩面均具有錫基合金層。
[0067] 所述錫基合金柔性薄膜電極的厚度為90i!m。所述導電高分子薄膜是以吡咯、苯 胺、對苯硫醚為聚合單體，加入三氯化鐵（FeCl3)為氧化劑，通過化學氧化法聚合得到摻 雜氯離子的PPY/PAN/PTH材料；取摻雜氯離子的PPY/PAN/PTH(摩爾比1:1:1)粉體，然後 80MPa壓製成膜，得PPY/PAN/PTH/C1導電薄膜，該導電薄膜的厚度為25 y m。所述導電薄膜 中，氯離子的摻雜量為10% (摩爾百分含量）。
[0068] 所述錫基合金層是以基體為陰極進行電鍍，在導電高分子薄膜表面電沉積銅錫合 金形成的。所述電鍍所用的電鍍液中，電鍍主鹽為焦磷酸銅和焦磷酸亞錫；所述焦磷酸銅在 電鍍液中的濃度為〇. 48mol/L，所述焦磷酸亞錫在電鍍液中的濃度為0. 40mol/L。所述電鍍 液中還含有濃度為0. 8mol/L的焦磷酸鉀、濃度為2g/L的電鍍添加劑、濃度為0. 01m〇l/L的 金屬摻雜元素；所述電鍍添加劑為葡萄糖、三乙醇胺的摩爾比為5:1的混合物；所述金屬添 加元素為Al 3+，其與電鍍主鹽的摩爾比約為1. 1:100。
[0069] 本實施例的錫基合金柔性薄膜電極的製備方法，包括下列步驟：
[0070] 1)取PPY/PAN/PTH/C1導電薄膜作為基體，對基體表面依次進行鹼性除油和酸性 除汙的清潔處理；
[0071] 2)按要求配製電鍍液；
[0072] 3)以基體為陰極進行電鍍，錫銅比為5:6的電極板為陽極進行電鍍，所述電鍍為 恆電流電鍍，電流密度為2A/dm 2,電鍍溫度為25°C，電沉積（電鍍）過程中保持電鍍液成 分不變，電鍍時間為l〇min，在PPY/PAN/PTH/C1導電薄膜表面電沉積錫基合金，即得厚度為 90 y m的錫基合金柔性薄膜電極。
[0073] 以本實施例所得錫基合金柔性薄膜電極為工作電極（正極），鋰片作為輔助電極 (負極），Celgard 2400作為隔膜，1M LiPF6(體積比EC:DEC= 1:1)作為電解液，在氬氣氛 圍下的手套箱中組裝2032型半電池。
[0074] 對所得半電池的循環性能進行測試，結果表明在100mA/g電流，0-2V電壓條件下， 該半電池的初始容量為987mAh/g，100次循環後容量仍然為521mAh/g。
[0075] 實施例5
[0076] 本實施例的錫基合金柔性薄膜電極，包括基體，所述基體為導電高分子薄膜，基體 的兩面均具有錫基合金層。
[0077] 所述錫基合金柔性薄膜電極的厚度為75pm。所述導電高分子薄膜是以吡咯 (PY)、苯胺（AN)為聚合單體（吡咯與苯胺的摩爾比為3:1)，在電化學聚合條件下，摻雜大分 子對甲苯磺酸根（PTS-)，以鈦板為陰陽兩極，直接得聚吡咯/聚苯胺/對甲苯磺酸根（PPY/ PAN/PTS)導電薄膜，該導電薄膜的厚度為30i!m。所述導電薄膜中，大分子對甲苯磺酸根的 摻雜量為5% (摩爾百分含量）。
[0078] 所述錫基合金層是以基體為陰極進行電鍍，在導電高分子薄膜表面電沉積銅錫合 金形成的。所述電鍍所用的電鍍液中，電鍍主鹽為焦磷酸銅和焦磷酸亞錫；所述焦磷酸銅在 電鍍液中的濃度為〇. l〇mol/L，所述焦磷酸亞錫在電鍍液中的濃度為0. 15mol/L。所述電鍍 液中還含有濃度為0. 2mol/L的焦磷酸鉀、濃度為3g/L的電鍍添加劑、濃度為0. 01m〇l/L的 金屬摻雜元素；所述電鍍添加劑為聚丙二醇、聚乙二醇的摩爾比為1:10的混合物；所述金 屬添加元素為Zn 2+,其與電鍍主鹽的摩爾比約為4. 5:100。
[0079] 本實施例的錫基合金柔性薄膜電極的製備方法，包括下列步驟：
[0080] 1)取PPY/PAN/PTS導電薄膜作為基體，對基體表面依次進行鹼性除油和酸性除汙 的清潔處理；
[0081] 2)按要求配製電鍍液；
[0082] 3)以基體為陰極進行電鍍，錫銅比為5:6的電極板為陽極進行電鍍，所述電鍍為 恆電流電鍍，電流密度為4A/dm 2,電鍍溫度為30°C，電沉積（電鍍）過程中保持電鍍液成分 不變，電鍍時間為l〇min，在PPY/PAN/PTS導電薄膜表面電沉積錫基合金，即得厚度為75 y m 的錫基合金柔性薄膜電極。
[0083] 以本實施例所得錫基合金柔性薄膜電極為工作電極（正極），鋰片作為輔助電極 (負極），Celgard 2400作為隔膜，1M LiPF6 (體積比EC :DEC = 1:1)作為電解液，在氬氣氛 圍下的手套箱中組裝2032型半電池。
[0084] 對所得半電池的循環性能進行測試，結果表明在100mA/g電流，0-2V電壓條件下， 該半電池的初始容量為990mAh/g，100次循環後容量仍然為548mAh/g。
[0085] 實驗例
[0086] 本實驗例對於實施例1?實施例5所得柔性負極採用GB/T 1040. 1-2006〈塑料拉 伸性能的測定〉進行拉伸斷裂強度和斷裂伸長率進行測試，考察其韌性和變形性；同時測 試極片在密封狀態下浸泡在電解液中90天的變化情況，考察其耐腐蝕性。檢測結果如表1 所示。錫基合金柔性薄膜的斷裂強度主要受導電基體影響和錫基合金層厚度影響，而電聚 合所得基體在電流支配下分子交聯、取向、結晶度要優於高壓所製備的導電基體，故實施例 2和實施例5斷裂強度高於其他。錫基合金柔性薄膜的斷裂伸長率主要取決於合金層、基 體二者的均勻性和厚度，實施例1由於合金和基體均比較薄，實施例5由於基體相對比較均 勻、合金層厚度合適，故二者的斷裂伸長率較好，這和其電性能表現具有一致性。在電解液 中浸泡90天均無變化，說明該錫基合金柔性膜耐腐蝕性較好。
[0087] 表1實施例1?5所得錫基合金柔性薄膜電極的性能檢測結果

【權利要求】
1. 一種錫基合金柔性薄膜電極，其特徵在於：包括基體，所述基體為導電高分子薄膜， 基體的一面或兩面具有錫基合金層。
2. 根據權利要求1所述的錫基合金柔性薄膜電極，其特徵在於：所述錫基合金柔性薄 膜電極的厚度為25?200 y m ;所述導電高分子薄膜的厚度為15?50 y m。
3. 根據權利要求1或2所述的錫基合金柔性薄膜電極，其特徵在於：所述導電高分子 薄膜是由本徵態和/或摻雜的高分子聚合物材料製成的；所述高分子聚合物材料為聚乙 炔、聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、聚乙烯咔唑、聚對苯乙烯、聚對苯硫醚中的任意一種或者多種 的混合物。
4. 根據權利要求1所述的錫基合金柔性薄膜電極，其特徵在於：所述錫基合金層是以 基體為陰極進行電鍍，在導電高分子薄膜表面電沉積錫基合金形成的。
5. 根據權利要求4所述的錫基合金柔性薄膜電極，其特徵在於：所述錫基合金為銅錫 合金。
6. 根據權利要求5所述的錫基合金柔性薄膜電極，其特徵在於：所述電鍍所用的電鍍 液中，電鍍主鹽為銅鹽和錫鹽；所述銅鹽在電鍍液中的濃度為〇. 06?0. 6mol/L，所述錫鹽 在電鍍液中的濃度為〇? 05?0? 5mol/L。
7. 根據權利要求6所述的錫基合金柔性薄膜電極，其特徵在於：所述電鍍液中還含有 電鍍添加劑，所述電鍍添加劑為聚二硫二丙烷磺酸鈉、硫脲、三乙醇胺、聚醚多元醇、聚乙二 醇、聚丙二醇、明膠、葡萄糖、3-巰基-1-丙磺酸鈉中的任意一種或多種；所述電鍍添加劑在 電鍍液中的濃度為〇. 5?5g/L。
8. 根據權利要求6或7所述的錫基合金柔性薄膜電極，其特徵在於：所述電鍍液中還 含有金屬摻雜元素，所述金屬摻雜元素為鋪、鍺、鉛、錯、鋅、銀、鈷、鐵、猛、鉻、鑰、鈦、鉳中的 任意一種或多種；所述金屬摻雜元素與電鍍液中電鍍主鹽的摩爾比為〇. 5?5:100。
9. 一種如權利要求1所述的錫基合金柔性薄膜電極的製備方法，其特徵在於：包括下 列步驟： 1) 取導電高分子薄膜作為基體，對基體進行除油除汙處理； 2) 以基體為陰極進行電鍍，在導電高分子薄膜表面電沉積錫基合金，即得錫基合金柔 性薄膜電極。
10. 根據權利要求9所述的錫基合金柔性薄膜電極的製備方法，其特徵在於：步驟2) 中，所述電鍍為恆電流電鍍，電流密度為1?5A/dm2,電鍍溫度為25?40°C，電鍍時間為 10 ?30min〇
【文檔編號】H01M4/38GK104409707SQ201410544557
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年10月15日 優先權日:2014年10月15日
【發明者】尹豔紅, 劉玉霞, 李向南, 喬芸, 曹朝霞, 王秋嫻, 蔣凱, 楊書廷 申請人:河南師範大學