電解法制備錫銅合金極片的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及錫銅合金極片的制備領域，具體說是電解法制備錫銅合金極片的方法。
【背景技術】
[0002]鋰電池是現有電器或電動工具最主要的電源之一，而為了改善鋰電池的性能、提高負極的比容量，目前，大多數生產廠家采用錫負極材料。然而，在充放電過程中，錫負極的體積膨脹率較大，長期循環后會產生粉化現象，導致循環性能較差。為了解決這些問題，一般采用制備復合合金作為負極，如錫銅合金、錫鐵合金等。從制備方法來看，用電解法制備錫銅合金具有成本低、操作簡單、容易控制組成及厚度等優點，但現有的電解合成方法制備的錫銅合金質量不高、表面性能欠佳。

【發明內容】

[0003]針對上述問題，本發明提供一種電化學性能較好的電解法制備錫銅合金極片的方法。
[0004]本發明解決上述技術問題所采用的技術方案為:電解法制備錫銅合金極片的方法，包括以下步驟:
(1)將銅箔表面除油，再依次進行水洗、活法、水洗；
(2)以金屬錫片為陽極、上述銅箔為陰極在具有電解液的電解槽中進行電解；
(3)待銅箔上有鍍有一層錫膜層后，取出銅箔，得到錫銅膜極片；
(4)再將錫銅膜極片置于爐中燒結，得到錫銅合金極片。
[0005]作為優選，步驟(I)中除油時先采用堿除油，再采用電化學除油。
[0006]作為優選，堿除油時采用50—70g/LNa0H、20—40g/L Na2C03、30—50g/L Na3P〇4、
0.5mol/L表面活性劑的溶液，溫度保持60—70°C。
[0007]作為優選，電化學除油時采用35—55g/LNaOH、20—40g/L Na2⑶3、20—40g/LNa3PO4的溶液，電流密度為3—10A/dm2，溫度保持60—70°C。
[0008]作為優選，步驟(I)中的活化處理在室溫下進行，采用30-80g/L分析純鹽酸。
[0009]作為優選，步驟(2)中的銅箔厚度40—45μπι，電解液由50—70g/L Na2SnO3.3^0、10—20g/L Na0H、25—35g/L CH 3 COONa組成，電解槽電壓為I.4ν，電流密度為0.5A/dm2。
[0010]作為優選，錫膜層的厚度達到0.7—1.2μπι后取出銅箔。
[0011]作為優選，燒結時通入流速為20mL/min的氬氣，以25°C/min升溫速率由室溫升至3000C，再保溫24h，然后自然冷卻至室溫。
[0012]本發明由50—70g/L50—70g/L Na2SnO3.3^0、10—20g/L Na0H、25—35g/L CH3 COONa組成的電解液，使的銅箔上鍍有一層錫膜，不僅可提高極片的循環性能，而且可保證較高的庫倫效率，從而大大改善錫銅合金極片的電化學性能。
【具體實施方式】
[0013]下面將詳細說明本發明，在此本發明的示意性實施例以及說明用來解釋本發明，但并不作為對本發明的限定。
[0014]本發明的電解法制備錫銅合金極片的方法，包括以下步驟:
首先，將銅箔表面除油，再依次進行水洗、活法、水洗;除油時先采用堿除油，再采用電化學除油。堿除油時，添加表面活性劑可以去除鋼帶表面易于除去的油污；電化學除油與堿性化學除油相似，但其主要依靠電解作用強化除油效果，電化學除油比堿除油更有效，速度更快，除油更徹底;堿除油與電化學除油相比可節約用電。
[0015]堿除油時采用50—70g/LNa0H、20—40g/L Na2C03、30—50g/L Na3P04、0.5mol/L表面活性劑的溶液，溫度保持60—70°C;電化學除油時采用35—55g/L NaOH、20—40g/LNa2C03、20—40g/L Na3PO4的溶液，電流密度為3—10A/dm2，溫度保持60—70°C。
[0016]NaOH是一種強堿，具有很強的皂化能力，但潤濕、乳化作用及水洗性均較差，且易于腐蝕有色金屬，反應過程中所生成的肥皂在濃的堿液中附在金屬表面上，很難溶解，因此除油溶液中氫氧化鈉的含量一般不超過10gZL13Na2CO3溶液有一定堿性，碳酸鈉吸收到空氣中的二氧化碳后，能部分轉變為碳酸氫鈉，對溶液的PH值有良好的緩沖作用，它有一定的除油作用。Na3PO4具有碳酸鈉的優點，除油效果和緩沖作用較好，除此之外還具有一定的乳化能力，本身水洗性好。同時在堿液中加入一定的表面活性劑，表面活性劑可采用常用的洗潔精或其他的活性成分，在表面活性劑分子定向排列的作用下，油-溶液界面的表面張力大為降低，在溶液的對流和攪拌等作用下，油污就能脫離工件表面，以微小的油珠狀態分散在溶液中，這時，表面活性劑的分子包圍在小油珠表面，防止小油珠重新粘附在零件上。上述Na0H、Na2C03、Na3P04三種成分相結合時，除油效果及水洗性得到較好的互補，滿足生產的需求。同時由于三種成分都屬于一般的化工原料，價格低廉，易于降低生產的成本。在實施過程中，溫度保持60—700C，可以提高皂化反應速度和皂化產物的溶解度，并能加快溶液的循環和降低油脂的粘度。在高溫下，油-溶液界面的表面張力減低，較易潤濕。因此，提高溶液溫度，可以大大加速除油過程。但溫度過高，不僅消耗了大量的熱能，并且惡化了環境，除油溫度最好控制在60?70°C之間。
[0017]水洗可采用純水洗，至少活化后應采用純水洗;水洗的作用是清洗除油時殘留的堿性溶液，提高下一個工序的工作效率;活化可進一步去除表面殘留的藥液，對銅箔表面進行進一步的清洗，提高銅箔與錫層之間的結合力。本發明的活化處理在室溫下進行，采用30-_80g/L分析純鹽酸；由于鹽酸的酸洗速率較高，在預鍍之前要盡可能的去除銅箔表面殘留的雜質，如殘留的銹斑、堿液等，同時其具有不腐蝕金屬基體、酸洗過程中不產生酸體殘渣等優點。因鹽酸易于揮發，因此濃度不宜過高，但在常溫下其揮發性較小，因此本發明采用30—80g/L分析純鹽酸為最佳選擇。
[0018]接著，對銅箔進行預處理后，以較純的金屬錫片為陽極、上述40—45μπι后的銅箔為陰極在具有電解液的電解槽中進行電解;其中，電解液由50—70g/L Na2SnO3.3H2OUO-20g/L Na0H、25—35g/L CH 3 COONa組成，電解槽電壓為1.4v，電流密度為0.5A/dm2。
[0019](3)待銅箔上有鍍有一層厚度達到0.7—1.2μπι的錫膜層后，取出銅箔，得到錫銅膜極片， (4)再將錫銅膜極片置于爐中燒結，燒結時通入流速為20mL/min的氬氣，以25°C/min升溫速率由室溫升至300°C，再保溫24h，然后自然冷卻至室溫，從而得到錫銅合金極片。
[0020]實施例1
將40μπι銅箔表面先采用50g/L