JP2021506056A - 複合被覆ナノスズ負極材料並びにその製造方法及び使用 - Google Patents
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Abstract
Description
(1)スズ系ナノ材料を溶媒中に加えて懸濁液を得て、次に懸濁液を超音波分散させるステップと;
(2)超音波分散させた懸濁液に銅めっき剤を加え、次に還元剤を加えて化学銅めっきを行い、最後に濾過し、洗浄し、それを真空オーブン中で乾燥させて、ナノ銅被覆スズ系ナノ複合材料を得るステップと;
(3)ナノ銅被覆スズ系ナノ複合材料の表面上に伝導性保護層を被覆するステップと、
を含む、製造方法も提供する。
(1)100nmの粒度を有する2gのスズ粉末を計量し、1000mlの水中に加え、次に20mlのエタノールを加えてナノスズ懸濁液を得て、次にこのナノスズ懸濁液を超音波装置中に入れ、超音波処理を2時間行った;
(2)超音波分散させたナノスズ懸濁液をマグネチックスターラーで連続撹拌しながら、窒素ガスを溶液中に連続的に導入した。次に、1gのCuSO4、10gの酒石酸カリウムナトリウム、10gのエチレンジアミン四酢酸、及び5mgの2,2−ビピリジンの組成を有する銅めっき剤を溶液に加え、次に水酸化ナトリウムを加えてpHを10に調整した。次に0.6gの水素化ホウ素ナトリウムを200mlの水中に加え、水酸化ナトリウムも加えてpHを10に調整し、次にこれを上記ナノスズ懸濁液中に約30滴/分の速度で滴下し、最後にこれを濾過し、銅保護剤を加えて洗浄し、真空オーブン中で乾燥させて、ナノ銅被覆ナノスズ複合材料を得た;そして
(3)このナノ銅被覆ナノスズ複合材料を管状炉中に入れ、窒素中のC2H2を用いて炭素を被覆し、このN2流量は300sccmであり、C2H2流量は100sccmであり、加熱速度は50℃/分であり、温度を300℃で90分間維持して、複合被覆ナノスズ負極材料を得た。
(1)80nmの粒度を有する2.5gの二酸化スズ粉末を計量し、管状炉中に入れ、窒素中のC2H2によって炭素を被覆し、このN2流量は300sccmであり、C2H2流量は50sccmであり、加熱速度は50℃/分であり、温度を600℃で30分間維持した;
(2)この炭素被覆スズ系材料を5%過酸化水素中に10分間浸漬し、次にこれを濾過し、オーブン乾燥させ、次にこれを1000mlの水中に入れ、次に20mlのエタノールを加えてナノスズ懸濁液を得て、次にこのナノスズ懸濁液を超音波装置中に入れて、超音波処理を2時間行った;
(3)超音波分散させたナノスズ懸濁液をマグネチックスターラーで連続撹拌しながら、窒素ガスを溶液中に連続的に導入した。次に1gのCuSO4、10gの酒石酸カリウムナトリウム、10gのエチレンジアミン四酢酸、及び5mgの2,2−ビピリジンの組成を有する銅めっき剤を溶液に加え、次に水酸化ナトリウムを加えてpHを10に調整した。次に0.6gの水素化ホウ素ナトリウムを200mlの水に加え、水酸化ナトリウムも加えてpHを10に調整し、次にこれをナノスズ溶液に約30滴/分の速度で滴下し、最後にこれを濾過し、銅保護剤を加えて洗浄し、真空オーブン中で乾燥させて、ナノ銅被覆ナノスズ複合材料を得た;そして
(4)このナノ銅被覆ナノスズ複合材料を管状炉中に入れ、窒素中のC2H2を用いて炭素を被覆し、このN2流量は300sccmであり、C2H2流量は100sccmであり、加熱速度は50℃/分であり、温度を300℃で90分間維持した。
(1)100nmの粒度を有する2gのスズ粉末を計量し、1000mlの水中に加え、次に20mlのエタノールを加えてナノスズ懸濁液を得て、次にこのナノスズ懸濁液を超音波装置中に入れて、超音波処理を2時間行った;
(2)超音波分散させたナノスズ懸濁液をマグネチックスターラーで連続撹拌しながら、窒素ガスを溶液中に連続的に導入した。次に1gのCuSO4、10gの酒石酸カリウムナトリウム、10gのエチレンジアミン四酢酸、及び5mgの2,2−ビピリジンの組成を有する銅めっき剤を溶液に加え、次に水酸化ナトリウムを加えてpHを10に調整した。次に0.6gの水素化ホウ素ナトリウムを200mlの水中に加え、水酸化ナトリウムも加えてpHを10に調整し、次にこれを上記ナノスズ懸濁液中に約30滴/分の速度で滴下し、最後にこれを濾過し、銅保護剤を加えて洗浄し、真空オーブン中で乾燥させて、ナノ銅被覆ナノスズ複合材料を得た;
(3)このナノ銅被覆ナノスズ複合材料を管状炉中に入れ、窒素中のC2H2を用いて炭素を被覆し、このN2流量は300sccmであり、C2H2流量は100sccmであり、加熱速度は50℃/分であり、温度を300℃で90分間維持して、複合被覆ナノスズ負極材料を得た;そして
(4)この炭素被覆ナノ銅被覆ナノスズ複合材料を、窒素で保護された超高速マイクロ波加熱炉中に入れ、300℃までマイクロ波加熱し、次に冷却して二重層複合被覆ナノシリコン負極材料を得た。
(1)100nmの粒度を有する2gのスズ粉末を計量し、1000mlの水中に加え、次に20mlのエタノールを加えてナノスズ懸濁液を得て、次にこのナノスズ懸濁液を超音波装置中に入れて、超音波処理を2時間行った;
(2)超音波分散させたナノスズ懸濁液をマグネチックスターラーで連続撹拌しながら、窒素ガスを溶液中に連続的に導入した。次に1gのCuSO4、10gの酒石酸カリウムナトリウム、10gのエチレンジアミン四酢酸、及び5mgの2,2−ビピリジンの組成を有する銅めっき剤を溶液に加え、次に水酸化ナトリウムを加えてpHを10に調整した。次に0.6gの水素化ホウ素ナトリウムを200mlの水中に加え、水酸化ナトリウムも加えてpHを10に調整し、次にこれを上記ナノスズ懸濁液中に約30滴/分の速度で滴下し、最後にこれを濾過し、銅保護剤を加えて洗浄し、真空オーブン中で乾燥させて、ナノ銅被覆ナノスズ複合材料を得た;そして
(3)このナノ銅被覆ナノスズ複合材料を200mlの反応釜中にいれ、次に1gのトルエン及び0.2gのTi(OBu)4−AlEt3触媒を加え、次に反応釜にアセチレンを満たし、反応釜を−78℃のオーブン中に入れて10時間反応させた。反応終了後、100mlの10%塩酸を混合物に加えて触媒を破壊し、最後にこれを濾過し、洗浄し、オーブン乾燥させて、銅層の表面上に被覆されたポリアセチレンを有する複合材料を得た。
(1)100nmの粒度を有する2gのスズ粉末を計量し、1000mlの水中に加え、次に20mlのエタノールを加えてナノスズ懸濁液を得て、次にこのナノスズ懸濁液を超音波装置中に入れて、超音波処理を2時間行った;
(2)超音波分散させたナノスズ懸濁液をマグネチックスターラーで連続撹拌しながら、窒素ガスを溶液中に連続的に導入した。次に1gのCuSO4、10gの酒石酸カリウムナトリウム、10gのエチレンジアミン四酢酸、及び5mgの2,2−ビピリジンの組成を有する銅めっき剤を溶液に加え、次に水酸化ナトリウムを加えてpHを10に調整した。次に0.6gの水素化ホウ素ナトリウムを200mlの水中に加え、水酸化ナトリウムも加えてpHを10に調整し、次にこれを上記ナノスズ懸濁液中に約30滴/分の速度で滴下し、最後にこれを濾過し、銅保護剤を加えて洗浄し、真空オーブン中で乾燥させて、ナノ銅被覆ナノスズ複合材料を得た;そして
(3)このナノ銅被覆ナノスズ複合材料及び2mlのアニリンを50mlの脱イオン水中に加え、超音波混合し、次にこの混合溶液に0.5gの過硫酸アンモニウムを加え、2時間反応させた後、混合物を濾過し、洗浄し、オーブン乾燥させて、銅層の表面上に被覆されたポリアニリンを有する複合材料を得た。
(1)100nmの粒度を有する1gのスズ−炭素粉末(Sn:C=1:1)を計量し、1000mlの水中に加え、次に20mlのエタノールを加えてナノスズ懸濁液を得て、次にこのナノスズ懸濁液を超音波装置中に入れて、超音波処理を2時間行った;
(2)超音波分散させたナノスズ懸濁液をマグネチックスターラーで連続撹拌しながら、窒素ガスを溶液中に連続的に導入した。次に2gのCuSO4、20gの酒石酸カリウムナトリウム、20gのエチレンジアミン四酢酸、及び10mgの2,2−ビピリジンの組成を有する銅めっき剤を溶液に加え、次に水酸化ナトリウムを加えてpHを10に調整した。次に1gの水素化ホウ素ナトリウムを200mlの水中に加え、水酸化ナトリウムも加えてpHを10に調整し、次にこれを上記ナノスズ懸濁液中に約30滴/分の速度で滴下し、最後にこれを濾過し、銅保護剤を加えて洗浄し、真空オーブン中で乾燥させて、ナノ銅被覆ナノスズ複合材料を得た;そして
(3)このナノ銅被覆ナノスズ−炭素複合材料を管状炉中に入れ、窒素中のC2H2を用いて炭素を被覆し、このN2流量は300sccmであり、C2H2流量は100sccmであり、加熱速度は50℃/分であり、温度を380℃で90分間維持して、複合被覆ナノスズ−炭素負極材料を得た。
(1)100nmの粒度を有する1.5gのスズ−アルミニウム合金(Sn:Al=95:5)を計量し、1000mlの水中に加え、次に10mlのエタノールを加えてナノスズ懸濁液を得て、次にこのナノスズ懸濁液を超音波装置中に入れて、超音波処理を2時間行った;
(2)超音波分散させたナノスズ懸濁液をマグネチックスターラーで連続撹拌しながら、窒素ガスを溶液中に連続的に導入した。次に1gのCuSO4、10gの酒石酸カリウムナトリウム、10gのエチレンジアミン四酢酸、及び5mgの2,2−ビピリジンの組成を有する銅めっき剤を溶液に加え、次に水酸化ナトリウムを加えてpHを10に調整した。次に0.6gの水素化ホウ素ナトリウムを200mlの水中に加え、水酸化ナトリウムも加えてpHを10に調整し、次にこれを上記ナノスズ懸濁液中に約30滴/分の速度で滴下し、最後にこれを濾過し、銅保護剤を加えて洗浄し、真空オーブン中で乾燥させて、ナノ銅被覆ナノスズ複合材料を得た;そして
(3)このナノ銅被覆ナノスズ−アルミニウム複合材料を管状炉中に入れ、窒素中のC2H2を用いて炭素を被覆し、このN2流量は300sccmであり、C2H2流量は100sccmであり、加熱速度は50℃/分であり、温度を380℃で90分間維持して、複合被覆ナノスズ−アルミニウム負極材料を得た。
(1)長さ1000nm及び直径100nmの2gのスズナノワイヤを計量し、1000mlの水中に加え、次に20mlのエタノールを加えてナノスズ懸濁液を得て、次にこのナノスズ懸濁液を超音波装置中に入れて、超音波処理を2時間行った;
(2)超音波分散させたナノスズ懸濁液をマグネチックスターラーで連続撹拌しながら、窒素ガスを溶液中に連続的に導入した。次に1gのCuSO4、10gの酒石酸カリウムナトリウム、10gのエチレンジアミン四酢酸、及び5mgの2,2−ビピリジンの組成を有する銅めっき剤を溶液に加え、次に水酸化ナトリウムを加えてpHを10に調整した。次に0.6gの水素化ホウ素ナトリウムを200mlの水中に加え、水酸化ナトリウムも加えてpHを10に調整し、次にこれを上記ナノスズ懸濁液中に約30滴/分の速度で滴下し、最後にこれを濾過し、銅保護剤を加えて洗浄し、真空オーブン中で乾燥させて、ナノ銅被覆ナノスズ複合材料を得た;そして
(3)このナノ銅被覆ナノスズ複合材料を管状炉中に入れ、窒素中のC2H2を用いて炭素を被覆し、このN2流量は300sccmであり、C2H2流量は100sccmであり、加熱速度は50℃/分であり、温度を300℃で90分間維持して、複合被覆ナノスズ負極材料を得た。
(1)長さ1000nm及び直径100nmの2gのスズナノワイヤを計量し、1000mlの水中に加え、次に20mlのエタノールを加えてナノスズ懸濁液を得て、次にこのナノスズ懸濁液を超音波装置中に入れて、超音波処理を2時間行った;
(2)超音波分散させたナノスズ懸濁液をマグネチックスターラーで連続撹拌しながら、窒素ガスを溶液中に連続的に導入した。次に1gのCuSO4、10gの酒石酸カリウムナトリウム、10gのエチレンジアミン四酢酸、及び5mgの2,2−ビピリジンの組成を有する銅めっき剤を溶液に加え、次に水酸化ナトリウムを加えてpHを10に調整した。次に0.6gの水素化ホウ素ナトリウムを200mlの水中に加え、水酸化ナトリウムも加えてpHを10に調整し、次にこれを上記ナノスズ懸濁液中に約30滴/分の速度で滴下し、最後にこれを濾過し、銅保護剤を加えて洗浄し、真空オーブン中で乾燥させて、ナノ銅被覆ナノスズ複合材料を得た;そして
(3)このナノ銅被覆ナノスズ複合材料を管状炉中に入れ、窒素中のC2H2を用いて炭素を被覆し、このN2流量は300sccmであり、C2H2流量は100sccmであり、加熱速度は50℃/分であり、温度を300℃で90分間維持して、複合被覆ナノスズ負極材料を得た。
(1)長さ200nm、幅100nm、及び厚さ20nmの2gのスズナノシートを計量し、1000mlの水中に加え、次に20mlのエタノールを加えてナノスズ懸濁液を得て、次にこのナノスズ懸濁液を超音波装置中に入れて、超音波処理を2時間行った;
(2)超音波分散させたナノスズ懸濁液をマグネチックスターラーで連続撹拌しながら、窒素ガスを溶液中に連続的に導入した。次に1gのCuSO4、10gの酒石酸カリウムナトリウム、10gのエチレンジアミン四酢酸、及び5mgの2,2−ビピリジンの組成を有する銅めっき剤を溶液に加え、次に水酸化ナトリウムを加えてpHを10に調整した。次に0.6gの水素化ホウ素ナトリウムを200mlの水中に加え、水酸化ナトリウムも加えてpHを10に調整し、次にこれを上記ナノスズ懸濁液中に約30滴/分の速度で滴下し、最後にこれを濾過し、銅保護剤を加えて洗浄し、真空オーブン中で乾燥させて、ナノ銅被覆ナノスズ複合材料を得た;そして
(3)このナノ銅被覆ナノスズ複合材料を管状炉中に入れ、窒素中のC2H2を用いて炭素を被覆し、このN2流量は300sccmであり、C2H2流量は100sccmであり、加熱速度は50℃/分であり、温度を300℃で90分間維持して、複合被覆ナノスズ負極材料を得た。
作製した複合被覆ナノスズ負極材料をsuper−p(導電性カーボンブラック)及びアルギン酸ナトリウムと6:3:1の質量比でミキサーで均一に混合し、次にこれを銅箔上に均一に被覆し、真空乾燥オーブン中に入れ、120℃で12時間真空乾燥させ、取り出して電極板を作製した。
上記のボタン電池作製方法により、100nmの粒度を有するスズ粒子から直接ボタン電池を作製し、その電池に対して、電気化学的性能試験条件による充電−放電サイクル性能試験を行った。
上記のボタン電池作製方法により、実施例1のステップ(2)で作製した銅のみを被覆したスズナノ粒子からボタン電池を作製し、その電池に対して、電気化学的性能試験条件による充電−放電サイクル性能試験を行った。
上記のボタン電池作製方法により、長さ1000nm及び直径100nmを有するスズナノワイヤからボタン電池を作製し、その電池に対して、電気化学的性能試験条件による充電−放電サイクル性能試験を行った。
上記のボタン電池作製方法により、長さ200nm、幅100nm、及び厚さ20nmを有するスズナノシートからボタン電池を作製し、その電池に対して、電気化学的性能試験条件による充電−放電サイクル性能試験を行った。
上記のボタン電池作製方法により、100nmの粒度を有するスズ−炭素複合粒子から直接ボタン電池を作製し、その電池に対して、電気化学的性能試験条件による充電−放電サイクル性能試験を行った。
上記のボタン電池作製方法により、100nmの粒度を有するスズ−アルミニウム合金からボタン電池を作製し、その電池に対して、電気化学的性能試験条件による充電−放電サイクル性能試験を行った。
図1のXRDスペクトルから、実施例2で作製した複合被覆ナノスズ負極材料のXRDスペクトル中に元素スズ及び元素銅のみのピークが存在し、他の元素のピークは存在しないことが確認できる。
Claims (14)
- スズ系ナノ材料と、前記スズ系ナノ材料の表面上に被覆されたナノ銅層と、前記ナノ銅層の表面上に被覆された伝導性保護層とを含む、複合被覆ナノスズ負極材料。
- 前記スズ系ナノ材料が、スズナノ材料、スズ−炭素ナノ材料、及びスズ合金ナノ材料の1つ以上であり;前記スズナノ材料、前記スズ−炭素ナノ材料、及び前記スズ合金ナノ材料が、ナノ粒子、ナノワイヤ、及びナノシートを含み;好ましくは、前記ナノ粒子が5〜1000nm、好ましくは20〜300nmの粒度を有し;前記ナノワイヤが10〜5000nmの長さ、5〜1000nmの直径、好ましくは100〜2000nmの長さ、及び20〜300nmの直径を有し;前記ナノシートの長さ及び幅の両方が10〜5000nmであり、厚さが1〜500nmであり、好ましくは、前記ナノシートの長さ及び幅の両方が100〜2000nmであり、厚さが1〜100nmであり;好ましくは、前記ナノ銅層の厚さが0.5〜100nm、好ましくは1〜50nmであり、前記伝導性保護層の厚さが1〜100nm、好ましくは2〜20nmである、請求項1に記載のナノスズ負極材料。
- 前記スズ−炭素ナノ材料及び前記スズ合金ナノ材料中、スズの重量パーセント含有量が2%〜70%であり;好ましくは、前記スズ合金が、スズ−アルミニウム合金、スズ−スズ合金、スズ−銀合金、及びスズ−マグネシウム合金の1つ以上から選択される、請求項1又は2に記載のナノスズ負極材料。
- 前記ナノ銅層が、ナノ銅粒子、又は1ナノメートルの厚さを有する銅被覆層であり、前記銅粒子の粒度が0.5〜100nm、好ましくは1〜50nmであり;前記銅被覆層の厚さが0.5〜100nm、好ましくは1〜50nmである、請求項1〜3のいずれか一項に記載のナノスズ複合負極材料。
- 前記ナノ銅層の重量が、前記ナノスズ系負極材料の2〜70重量%、好ましくは10〜30重量%を占め;前記伝導性保護層の重量が、前記ナノスズ系負極材料の0.1〜20重量%、好ましくは1〜10重量%を占める、請求項1〜4のいずれか一項に記載のナノスズ複合負極材料。
- 前記スズ系ナノ材料と前記ナノ銅層との間に炭素層がさらに設けられ;好ましくは、前記炭素層の厚さが1〜50nm、好ましくは5〜20nmである、請求項1〜5のいずれか一項に記載のナノスズ複合負極材料。
- 請求項1〜6のいずれか一項に記載のナノスズ負極材料の製造方法であって:
(1)スズ系ナノ材料を溶媒中に加えて懸濁液を得て、次に前記懸濁液を超音波分散させるステップと;
(2)前記超音波分散させた懸濁液に銅めっき剤を加え、次に還元剤を加えて化学銅めっきを行い、最後に濾過し、洗浄し、それを真空オーブン中で乾燥させて、ナノ銅被覆スズ系ナノ複合材料を得るステップと;
(3)前記ナノ銅被覆スズ系ナノ複合材料の表面上に伝導性保護層を被覆するステップと、
を含む、方法。 - (4)ステップ(3)で得た前記複合材料を熱処理してそれを硬化させるステップをさらに含む、請求項7に記載の方法。
- ステップ(1)の前に、前記ナノスズ系材料の表面上に炭素層を被覆するステップをさらに含み;好ましくは、前記ナノスズ系材料の表面上に炭素層を被覆するステップが、熱水炭素被覆又はCVD炭素被覆、より好ましくはCVD炭素被覆の方法によって行われる、請求項7に記載の方法。
- ステップ(1)中の前記溶媒が、水、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、及びエチレングリコールの1つ以上、好ましくは水、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、及びエチレングリコールの2つ以上、より好ましくは水とエタノールとの混合物又は水とメタノールとの混合物であり;好ましくは、前記ナノスズ懸濁液中、前記ナノスズの濃度が0.1〜10g・L−1、より好ましくは0.5〜5g・L−1である、請求項7〜9のいずれか一項に記載の方法。
- ステップ(2)中の前記銅めっき剤の組成が:ヘキサフルオロリン酸テトラキス(アセトニトリル)銅(I)、CuCl2、CuCl、CuC2O4、Cu(CH3COO)2、CuSO4、及びCu(NO3)2の1つ以上:1〜20g・L−1、好ましくは1〜10g・L−1;酒石酸カリウムナトリウム:5〜100g・L−1、好ましくは10〜30g・L−1;エチレンジアミン四酢酸又はアンモニア水:5〜100g・L−1、好ましくは10〜30g・L−1;2,2−ビピリジン:1〜50mg・L−1、好ましくは5〜15mg・L−1であり;好ましくは、前記還元剤が、水素化ホウ素ナトリウム、次亜リン酸ナトリウム、ボラン、又はホルムアルデヒド、好ましくは水素化ホウ素ナトリウムであり、前記還元剤の濃度が1〜20g・L−1、好ましくは2〜5g・L−1.であってよい、請求項7〜10のいずれか一項に記載の方法。
- ステップ(3)中の前記伝導性保護層が、炭素、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、及びポリアセチレンの1つ以上であり;好ましくは、伝導性保護層を被覆するステップが、熱水被覆、有機被覆、又はCVD被覆、好ましくはCVD被覆の方法によって行われ;好ましくは、前記CVD被覆が、C2H2ガスを用いて炭素を被覆することであり、被覆するステップの条件が:C2H2:1〜300sccm、好ましくは50〜150sccm;温度:300〜450℃、好ましくは350〜400℃;及び時間:5分〜10時間、好ましくは1〜4時間を含む、請求項7〜11のいずれか一項に記載の方法。
- 集電体と、前記集電体上に搭載された負極材料、伝導性添加剤、及びバインダーとを含む負極であって、前記負極材料が、請求項1〜6のいずれか一項に記載の負極材料、又は請求項7〜12のいずれか一項に記載の方法によって製造された負極材料である、負極。
- 電池シェルと、電極組立体と、電解質とを含むリチウムイオン電池であって、前記電極組立体及び電解質が前記電池シェル中に封入され、前記電極組立体が、正極、セパレーター、及び負極を含み、前記負極が請求項13に記載の負極である、リチウムイオン電池。
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US20220069313A1 (en) * | 2020-08-28 | 2022-03-03 | Global Graphene Group, Inc. | Graphene-protected lithiophilic or nathiophilic metal anode for an alkali metal battery |
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Citations (1)
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