[发明专利]一种锂离子电池负极极片及其制备方法

权利要求书

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D₅₀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。