[发明专利]一种利用离子液体电沉积制备多孔锗的方法

说明书

技术领域

本发明涉及制备多孔锗的方法。

背景技术

离子液体为完全由阳离子和阴离子组成的液体，一般由有机阳离子和无机阴离子组成，在室温下呈现为液态，属于有机盐类，具有极低蒸汽压、化学稳定性好、不易燃、电化学窗口宽、耐热性好、无环境污染等众多优点而受到广泛应用。传统的水系电镀由于会产生强酸强碱而会对环境污染较大而污染，离子液体的电沉积能够很好地避免有毒物质的排放，较少对环境的污染。

对于高容量负极材料锗，由于其在充放电过程中会发生严重的体积膨胀变化，使活性材料脱离集流体，导致锗材料利用率降低，电池容量下降。然而多孔状锗负极材料，不仅仅能够提高锗的比表面积，增强活性材料锗与集流体之间的结合力，增大集流体与活性物质锗接触的表面积，容纳更多活性物质，而且能够为锗负极材料在充放电的膨胀过程中提高较多的缓冲空间，减少锗的损失，提高锗的利用率，从而起到提高锗负极材料充放电性能的效果。但传统的制备锗负极材料的方法制备出的锗基材料多为颗粒状，即使颗粒之间存在空隙，其空隙一般较小且无序不能很好的缓冲锗的体积膨胀，或者为块状等也无法提供较多的缓冲空间，同时传统的制备方法均存在制备成本高，不环保，工艺繁琐等缺点。

发明内容

本发明要解决现有方法制备出的锗基材料多为颗粒状，即使颗粒之间存在空隙，其空隙一般较小且无序不能很好的缓冲锗的体积膨胀，或者为块状等也无法提供较多的缓冲空间，同时传统的制备方法均存在制备成本高，不环保，工艺繁琐的问题，而提供一种利用离子液体电沉积制备多孔锗的方法。

一种利用离子液体电沉积制备多孔锗的方法，具体是按照以下步骤进行的：

一、氢气泡沫法：将镍片和纯铜片打磨至平整光滑，去除杂质以及表面氧化层，得到打磨后的镍片和打磨后的纯铜片，将打磨后的镍片与直流电源的负极相连，得到负极极片，将打磨后的纯铜片与直流电源的正极相连，得到正极极片，然后将正极极片与负极极片置于电解液中，设置直流电源的电压为2V～20V，电流为0.1A～5A，反应5s～20s，得到多孔状金属铜箔；

所述的正极极片与负极极片的距离为1cm～10cm；所述的电解液为H₂SO₄、CuSO₄、(NH₄)₂SO₄及蒸馏水的混合液，所述的电解液中H₂SO₄浓度为1.0mol/L～3.0mol/L，所述的电解液中CuSO₄浓度为0.1mol/L～1.0mol/L，所述的电解液中(NH₄)₂SO₄的浓度为0.01mol/L～0.1mol/L；

二、电极的清洗处理：将高纯银丝分别用乙醇与超纯水在超声清洗器中清洗，干燥，得到清洗后的高纯银丝，将高纯铂环先置于质量百分含量为95％～99％的浓硫酸中，浸泡10h～24h，然后再将高纯铂环置于体积比为1∶(1～5)的双氧水与高纯水的混合液中，在温度为100℃～300℃下加热10min～60min，最后将高纯铂环置于超纯水中，在温度为100℃～400℃下加热20min～60min，干燥，得到清洗后的高纯铂环；

所述的双氧水的质量百分含量为10％～50％；

三、电解槽的清洗处理：将电解槽置于体积比为1:(1～4)的双氧水与高纯水的混合液中，在温度为300℃～500℃下加热30min～60min，再将电解槽置于超纯水中，在温度为200℃～300℃下加热20min～60min，干燥，得到清洗后的电解槽；

所述的双氧水的质量百分含量为30％～70％；