[发明专利]激光超非稳态扩散制备锂离子电池锡-石墨复合电极的方法

摘要

本发明属材料制备技术领域，提供了激光超非稳态扩散制备锂离子电池锡‑石墨复合电极的方法，通过调控激光超非稳态扩散制备工艺与过程，制备出具有良好界面结合的孔状网络结构锡‑石墨复合电极，综合提高了锂离子电池的电化学性能，大幅延长其循环寿命。与传统电极制备方法相比，本发明方法可在不破坏集流体导电性的前提下，制备出具有良好界面结合的孔状网络结构负极，这将有利于Li+的传输，缓冲电极在充放电过程中的体膨胀，维持电极结构稳定性，保持电池在高容量下稳定循环。同时，本发明工艺兼有工艺流程简单、操作方便、制备效率高、环境友好，适合大规模生产等诸多优点。

主权项

1.一种激光超非稳态扩散制备锂离子电池锡‑石墨复合电极的方法，其特征在于，步骤如下：(1)备料选取质量纯度99.9％、粒度80‑200nm的Sn纳米颗粒为活性物质，质量纯度99.90％、粒度1.0‑10μm的石墨为基质材料，Sn纳米颗粒与石墨按照1:1～1:4的质量比混合，真空球磨，控制转速为100‑300rpm下球磨20‑24h混合，得到成分均匀的混合粉末；(2)预制涂层选用去离子水为溶剂，羧甲基纤维素钠为粘结剂，将球磨后的混合粉末与粘结剂按照8:1的质量比调制成糊状；然后用涂膜厚度为25‑100μm的刮刀将其涂覆在Cu集流体上，在80℃‑95℃真空干燥20‑24h；(3)激光超非稳态扩散制备电极将步骤(2)得到的涂膜的Cu集流体置于数控机床惰性气体保护罩内，然后采用连续CO₂激光器对其进行激光超非稳态扩散处理，得到激光超非稳态扩散制备的锂离子电池锡‑石墨复合电极；激光超非稳态扩散处理的工艺参数为CO₂激光功率30‑100W，光斑直径10‑20mm，扫描速度10‑30mm s^‑1，搭接率5‑20％，惰性气体流量2‑4L min^‑1，通入惰性气体时间5‑8min。