[发明专利]花状多级结构氧化锌支撑骨架及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种花状多级结构氧化锌支撑骨架，其特征在于：所述花状多级结构氧化锌支撑骨架是一种原位生长在导电衬底上的多级结构氧化锌材料，所述多级结构氧化锌材料的形状是由树枝状氧化锌纳米线阵列构成的花状多级结构，所述的树枝状氧化锌纳米线阵列是具有wurtzite晶相结构、沿[001]晶向生长、生长方向各异的单晶氧化锌纳米线阵列。

2.如权利要求1所述的花状多级结构氧化锌支撑骨架，其特征在于：所述的导电衬底为铜箔。

3.一种如权利要求1或2所述的花状多级结构氧化锌支撑骨架的制备方法，其特征在于所述制备方法包括以下步骤：

1）导电衬底进行清洗处理；

2）将经过清洗处理的导电衬底作为工作电极，金属铂片电极和饱和甘汞电极分别作为对电极和参比电极，将工作电极、对电极和参比电极共同置于电沉积溶液中，持续通入氧气，搅拌，维持电沉积溶液温度为75~90℃，在工作电极和参比电极之间施加恒定沉积电位进行电沉积，电沉积完毕后取出导电衬底水洗、干燥，得到生长在导电衬底上的花状多级结构氧化锌支撑骨架；所述电沉积溶液由氯化钾、醋酸锌和去离子水组成，其中氯化钾的浓度为0.05~0.2mol/L，醋酸锌的浓度为0.04~0.06mmol/L。

4.如权利要求3所述的花状多级结构氧化锌支撑骨架的制备方法，其特征在于：所述步骤2）中，恒定沉积电位为0.9~1.0V，电沉积时间为20~40分钟。

5.如权利要求3所述的花状多级结构氧化锌支撑骨架的制备方法，其特征在于：所述电沉积溶液中，氯化钾的浓度为0.1mol/L，醋酸锌的浓度为0.05mmol/L。

6.如权利要求3所述的花状多级结构氧化锌支撑骨架的制备方法，其特征在于：通入的氧气流量为4~10L/h。

7.一种基于权利要求1或2所述的花状多级结构氧化锌支撑骨架的复合硅基锂电池负极材料，其特征在于：所述复合硅基锂电池负极材料由花状多级结构氧化锌支撑骨架和依次包覆在花状多级结构氧化锌支撑骨架上的金属镍层和非晶硅层构成。

8.如权利要求7所述的复合硅基锂电池负极材料，其特征在于：所述复合硅基锂电池负极材料是以生长有花状多级结构氧化锌支撑骨架的导电衬底为衬底，采用磁控溅射方法依次沉积金属镍层、非晶硅层而制得。

9.如权利要求8所述的复合硅基锂电池负极材料，其特征在于：沉积金属镍层采用如下条件：直流电源输出功率20~35W，氩气气压0.8~1.0Pa，镍材料沉积速率为4~10nm/min，沉积时间为2~10分钟。

10.如权利要求8所述的复合硅基锂电池负极材料，其特征在于沉积非晶硅层采用如下条件：待金属镍层沉积结束后，设置射频电源输出功率40~80W，氩气气压0.8~1.2Pa，非晶硅材料沉积速率为4~10nm/min，沉积时间为20~40分钟。