一种锂离子电池负极极片及其制备方法与流程

技术特征：
1.一种锂离子电池负极极片，其特征在于，包括铜基体、铜锡硅复合层和碳层；所述铜锡硅复合层覆盖在所述铜基体的表面，所述碳层覆盖在所述铜锡硅复合层的表面；所述铜基体为铜箔，所述铜箔表面分布有纳米级的凹坑和纵横交错的凹槽；所述铜锡硅复合层的结构为：纳米硅颗粒均匀分散在铜锡合金中间并被铜锡合金包裹。2.如权利要求1所述的锂离子电池负极极片，其特征在于，所述凹槽的宽度为50-2000nm、深度为20-1000nm。3.如权利要求1所述的锂离子电池负极极片，其特征在于，所述凹坑的直径为50-3000nm，深度为20-1000nm。4.如权利要求1所述的锂离子电池负极极片，其特征在于，所述铜锡硅复合层的厚度为0.6-5μm；所述铜锡硅复合层中各物质的质量含量为：硅1-20%，锡18-70%，余量为铜。5.如权利要求1所述的锂离子电池负极极片，其特征在于，所述碳层的厚度为10nm-3um。6.如权利要求1所述的锂离子电池负极极片，其特征在于，所述纳米硅颗粒的粒径d
50
为50-500nm。7.如权利要求1至6之一所述的锂离子电池负极极片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，在铜箔表面刻纵横交错的凹槽；步骤二，在刻有凹槽的铜箔表面制凹坑；步骤三，电沉积铜锡硅复合层：配制铜锡电镀溶液，其中铜离子0.02-0.5mol/l，锡离子0.02-0.5mol/l，络合剂0.05-1mol/l，添加剂1-20g/l；加入纳米级的硅粉，分散均匀；在温度30-80℃、电流密度为0.5-20a/dm2条件下，用上述配制的铜锡电镀溶液在步骤二所得铜箔表面电镀铜锡合金，电镀时间为5-60min；清洗并干燥铜箔；步骤四，气相沉积碳层：将所得铜箔置于旋转管式炉中，化学气相沉积碳层得锂离子电池负极极片。8.如权利要求7所述的锂离子电池负极极片的制备方法，其特征在于，步骤一中刻凹槽的方法为：用砂纸或砂轮在铜箔表面进行横向和纵向打磨；步骤二中制凹坑的方法为：在铜箔表面均匀喷高锰酸钾溶液、酸性氯化铁溶液、氯化铵溶液或者双氧水形成液珠，静置使液珠点状腐蚀铜箔表面，再用稀酸浸泡后，用水冲洗干净。

技术总结
本发明公开了一种锂离子电池负极极片，包括铜基体、铜锡硅复合层和碳层；铜锡硅复合层覆盖在铜基体的表面，碳层覆盖在铜锡硅复合层的表面；铜基体为铜箔，铜箔表面分布有纳米级的凹坑和纵横交错的凹槽；铜锡硅复合层的结构为：纳米硅颗粒均匀分散在铜锡合金中间并被铜锡合金包裹。本发明的方法所制备的锂离子电池负极极片，不需要粘结剂，铜基体上覆盖铜锡硅复合层，铜锡硅复合层中的硅和锡的比容量都比较高，因此具有较高的比容量；铜锡硅复合层中的铜与铜基体以金属键相连接，有效抑制和缓解锡和硅在电池充放电过程中的体积膨胀；且结合牢固，电池的循环性能好。电池的循环性能好。电池的循环性能好。


技术研发人员：杨书廷 张芬丽 郑延辉 贾伟晓
受保护的技术使用者：河南电池研究院有限公司
技术研发日：2021.11.09
技术公布日：2022/1/28