[發明專利]一種用于鋰離子電池的碳芯/氧化銅外殼復合電極及其制備方法

在審

• 申請號: 201710037810.8
• 申請日: 2017-01-19
• 公開（公告）號: CN106602036A
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: 袁偉;羅健;潘保有;邱志強;黃詩敏;閆志國;譚振豪;湯勇
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/583;H01M4/62;H01M4/48;H01M10/0525;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司44102
• 代理人: 何淑珍

1.一種用于鋰離子電池的碳芯/氧化銅外殼復合電極，其特征在于，所述碳芯/氧化銅外殼復合電極的芯部為碳纖維，外殼為氧化銅薄層；所述的氧化銅薄層具有陣列型的針狀結構和孔狀結構；所述的針狀結構和孔狀結構均為納米尺度結構；所述針狀結構在氧化銅薄層的外表面，所述孔狀結構為貫通氧化銅薄層的孔。

2.權利要求1所述的一種用于鋰離子電池的碳芯/氧化銅外殼復合電極的制備方法，其特征在于，包括鍍銅碳纖維的制備、鍍銅碳纖維的燒結成型和成型鍍銅碳纖維氈的表面氧化處理。

3.根據權利要求2所述的一種用于鋰離子電池的碳芯/氧化銅外殼復合電極的制備方法，其特征在于，所述鍍銅碳纖維的制備，包括如下步驟：

（1）表面除膠：將碳纖維置于高溫電阻爐內空氣中灼燒，除去碳纖維表面的保護膠；

（2）表面粗化：將灼燒后的碳纖維置于 (NH₄)₂S₂O₈溶液中超聲波浸泡，隨后用NaOH溶液浸泡，除去碳纖維表面殘余的 (NH₄)₂S₂O₈，再用去離子水清洗；

（3）表面敏化：將粗化后的碳纖維置于由SnCl₂、HCl和H₂O配制而成的敏化液中浸泡，然后用去離子水進行靜水漂洗；

（4）表面活化：將敏化后的碳纖維置于由AgNO₃、NH₃·H₂O和H₂O配制而成的活化液中浸泡，然后用去離子水將碳纖維清洗至黑色；

（5）表面鍍銅：將活化后的碳纖維置于由NaKC₄H₄O₆·4H₂O、CuSO₄·5H₂O、HCHO、NaOH和H₂O配制而成的鍍液中，用磁力攪拌器攪拌至溶液無氣泡產生，最后用去離子水清洗，真空烘干，得到所述鍍銅碳纖維。

4.根據權利要求3所述的一種用于鋰離子電池的碳芯/氧化銅外殼復合電極的制備方法，其特征在于，步驟（1）中，所述碳纖維的長度為1~2mm，所述灼燒是在400~500℃下灼燒30~40min；步驟（2）中，所述(NH₄)₂S₂O₈溶液的濃度為15~17wt%，在(NH₄)₂S₂O₈溶液中超聲波浸泡的時間為30~40min，所述NaOH溶液的濃度為9~11wt%，在NaOH溶液中浸泡的時間為5~10min，所述去離子水清洗是清洗至洗滌液呈中性。

5.根據權利要求3所述的一種用于鋰離子電池的碳芯/氧化銅外殼復合電極的制備方法，其特征在于，步驟（3）中，由SnCl₂、HCl和H₂O配制而成的敏化液中，SnCl₂的濃度為0.01~0.02g·mL^-1，HCl的濃度為38~40mL·L^-1；所述浸泡的時間為5~10min，所述靜水漂洗的次數為3~4次；步驟（4）中，由AgNO₃、NH₃·H₂O和H₂O配制而成的活化液中，AgNO₃的濃度為0.004~0.005g·mL^-1、NH₃的濃度為9~10mL·L^-1；所述浸泡的時間為5~10min。