[發明專利]三維有序大孔SnO₂薄膜的制備方法有效

申請號：	201410198451.0	申請日：	2014-05-12
公開（公告）號：	CN103938245A	公開（公告）日：	2014-07-23
發明（設計）人：	趙九蓬;王一博;李垚	申請（專利權）人：	哈爾濱工業大學
主分類號：	C25D9/04	分類號：	C25D9/04;H01M4/48
代理公司：	哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109	代理人：	侯靜
地址：	150001 黑龍***	國省代碼：	黑龍江;23
權利要求書：	查看更多	說明書：	查看更多
摘要：
搜索關鍵詞：	三維有序 sno sub 薄膜制備方法
鉆瓜網技術展會專利詞庫專利權人專利榜在售專利公布日期熱門專利

【說明書】：

技術領域

本發明涉及一種大孔薄膜的制備方法。

背景技術

現有的三維有序大孔氧化錫薄膜一般都是通過以聚苯乙烯微球為模板，通過溶膠-凝膠法填充膠體晶體模板，之后通過干燥、燒結固化，得到三維有序大孔的SnO₂薄膜。這種方法有一定的局限性，由于溶膠前驅物會首先在毛細作用力下滲透到模板的空隙中，進而原位形成凝膠，因此前驅物溶液的濃度及粘性會嚴重影響其填充的完整性和均勻性。

發明內容

本發明是要解決現有的制備三維有序大孔SnO₂薄膜的方法中有序微結構不容易精確控制的技術問題，提供了一種三維有序大孔SnO₂薄膜的制備方法。

三維有序大孔SnO₂薄膜的制備方法按照以下步驟進行：

一、將鎳箔用體積濃度為10％～30％的鹽酸溶液浸泡5～10s，然后用無水乙醇擦拭鎳箔表面，然后將鎳箔固定在玻璃基片上，得到鎳片，用濃度為0.2mol/L的聚苯乙烯水溶液或體積濃度為10％的聚苯乙烯無水乙醇溶液處理鎳片，得到生長聚苯乙烯膠體晶體模板的鎳片；

二、使用直流電源，以錫片作為對比電極，以步驟一中生長聚苯乙烯膠體晶體模板的鎳片作為工作電極，在電解液中以6～10mA/cm²的沉積電流密度用恒電流進行電沉積10～90min，取出電沉積后的生長聚苯乙烯膠體晶體模板的鎳片，經自然風干，即得到三維有序大孔SnO₂薄膜；

步驟二中所述電解液由SnCl₂、NaNO₃、HNO₃和HCl組成，電解液中SnCl₂的濃度為10～30mmol/L，NaNO₃的濃度為100mmol/L，HNO₃的濃度為75mmol/L，HCl的濃度為32mmol/L。

本發明所涉及的電化學沉積法是自下而上的填充方式，此方式沉積既可以對模板結構進行精確的復制，又可以對模板孔隙的完全填充，而且這種方式的填充不受某些重要因素限制。

本發明方法具有以下優點：

1、本發明的方法無需復雜設備，操作簡便，室溫即可實現，能耗低。

2、通過本發明方法得到的是由納米顆粒聚集的薄膜，另外三維有序大孔結構具有的連通大孔可以使鋰電池中電解液快速滲入，能夠使得電解液快速擴散與活性物質進行反應。幾納米到幾十納米的孔壁能夠使得鋰離子的固相擴散程減小，可降低活性物質表面發生局部極化的現象。

3、本發明直接用電沉積的方法，將三維有序大孔薄膜沉積到鎳集流體上，無須進行與炭黑、粘結劑復合和膏，提高了電極的整個比容量。在0.2C的恒電流充放電速率下，薄膜的首次放電容量為1200～1518mAh/g。之后50次循環后放電容量能達到570-692mAh/g。

本發明的三維有序大孔SnO₂薄膜用作鋰離子電池的負極材料。