專利名稱：花狀多級(jí)結(jié)構(gòu)氧化鋅支撐骨架及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種花狀多級(jí)結(jié)構(gòu)氧化鋅支撐骨架及其制備方法，以及它作為支撐骨架在復(fù)合硅基鋰電池負(fù)極材料制備方面的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
娃材料具有目如已知裡電池負(fù)極材料中最聞的理論儲(chǔ)裡容量(4200mAh/g)，近20年來得到了深入的研究。然而硅材料的本征電荷輸運(yùn)性能較低，同時(shí)硅材料在嵌脫鋰過程中由于體積膨脹效應(yīng)產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，會(huì)導(dǎo)致硅材料在倍率充放電工作條件下產(chǎn)生顆?；F(tuán)聚現(xiàn)象而失去有效的導(dǎo)電接觸，因此普通的硅基鋰電池負(fù)極材料在倍率充放電工作條件下性能迅速下降(J. Power Sources, 2007, 163，1003; J. Mater. Chem. , 2010, 20, 4009; J.Mater. Chem. , 2011, 21, 9825)。提高硅基鋰電池負(fù)極材料的倍率充放電性能可以通過制備基于支撐骨架的復(fù)合·硅基鋰電池負(fù)極材料來實(shí)現(xiàn)(Nano Lett.，2009，9，3370)。支撐骨架能夠?yàn)楣璨牧咸峁┭貜较蝮w積膨脹的空間，緩解體積膨脹效應(yīng)產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，提高硅基鋰電池負(fù)極材料的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，并且提供有效的導(dǎo)電接觸，提高硅材料的電荷輸運(yùn)性能?，F(xiàn)有的復(fù)合硅基鋰電池負(fù)極材料的支撐骨架制備方法主要基于氣相生長工藝過程，需要用到高溫、高真空等反應(yīng)條件和復(fù)雜昂貴的儀器設(shè)備(NanoLett. , 2010, 10, 860 ; Electrochem. Commun. , 2011, 13, 429; ACS Nano, 2011, 5, 8346 ; Adv.Mater.，2012，24，533)。有文獻(xiàn)報(bào)道基于液相生長工藝過程的支撐骨架制備方法，但是需要用到陽極氧化鋁等額外的納米材料輔助制備模版以及相應(yīng)的復(fù)雜的前、后處理工藝(Chem.Commun.，2011，47，12098)。也有文獻(xiàn)報(bào)道使用一步生長工藝實(shí)現(xiàn)的病毒納米陣列結(jié)構(gòu)作為支撐骨架(ACS Nano, 2010, 4，5366)，但是病毒生長周期較長。同時(shí)，現(xiàn)有的支撐骨架主要為一維納米陣列結(jié)構(gòu)材料，生長密集，不利于硅材料均勻沉積、包覆，也不利于復(fù)合硅基鋰電池負(fù)極材料與電解液的充分接觸。因此，獲得一種具有較大比表面積和空隙，并且制備工藝簡(jiǎn)便，反應(yīng)條件溫和，可以一步實(shí)現(xiàn)大面積快速、均勻生長的支撐骨架材料，是實(shí)現(xiàn)復(fù)合硅基鋰電池負(fù)極材料大面積制備和實(shí)際應(yīng)用的關(guān)鍵和重要途徑。迄今為止，還未見到能夠滿足所述制備要求和形貌的支撐骨架的報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一個(gè)目的在于提供一種具有較大的比表面積并且在倍率充放電工作條件下具有良好結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的花狀多級(jí)結(jié)構(gòu)氧化鋅支撐骨架。本發(fā)明的第二個(gè)目的在于提供一種所述花狀多級(jí)結(jié)構(gòu)氧化鋅支撐骨架的制備方法，所述制備方法工藝簡(jiǎn)便，反應(yīng)條件溫和，可以一步實(shí)現(xiàn)在導(dǎo)電襯底上的大面積快速、均勻生長。本發(fā)明的第三個(gè)目的在于提供一種基于花狀多級(jí)結(jié)構(gòu)氧化鋅支撐骨架的復(fù)合硅基鋰電池負(fù)極材料，該材料具有良好的倍率充放電性能。
下面對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做具體說明。本發(fā)明提供了一種花狀多級(jí)結(jié)構(gòu)氧化鋅支撐骨架，所述花狀多級(jí)結(jié)構(gòu)氧化鋅支撐骨架是一種原位生長在導(dǎo)電襯底上的多級(jí)結(jié)構(gòu)氧化鋅材料，所述多級(jí)結(jié)構(gòu)氧化鋅材料的形狀是由樹枝狀氧化鋅納米線陣列構(gòu)成的花狀多級(jí)結(jié)構(gòu)，所述的樹枝狀氧化鋅納米線陣列是具有mirtzite晶相結(jié)構(gòu)、沿
晶向生長、生長方向各異的單晶氧化鋅納米線陣列。進(jìn)一步，本發(fā)明所述的導(dǎo)電襯底為銅箔。本發(fā)明提供了一種所述的花狀多級(jí)結(jié)構(gòu)氧化鋅支撐骨架的制備方法，所述制備方法包括以下步驟I)導(dǎo)電襯底進(jìn)行清洗處理； 2)將經(jīng)過清洗處理的導(dǎo)電襯底作為工作電極，金屬鉬片電極和飽和甘汞電極分別作為對(duì)電極和參比電極，將工作電極、對(duì)電極和參比電極共同置于電沉積溶液中，持續(xù)通入氧氣，攪拌，維持電沉積溶液溫度為75 90 V，在工作電極和參比電極之間施加恒定沉積電位進(jìn)行電沉積，電沉積完畢后取出導(dǎo)電襯底水洗、干燥，得到生長在導(dǎo)電襯底上的花狀多級(jí)結(jié)構(gòu)氧化鋅支撐骨架；所述電沉積溶液由氯化鉀、醋酸鋅和去離子水組成，其中氯化鉀的濃度為O. 05 O. 2mol/L，醋酸鋅的濃度為O. 04 O. 06mmol/L。所述步驟I)中，所述的導(dǎo)電襯底的清洗處理具體可按如下方法進(jìn)行將所述導(dǎo)電襯底依次浸入丙酮、乙醇、去離子水中，超聲清洗一定時(shí)間(例如10分鐘)，取出，用去離子水沖洗后烘干備用。所述的導(dǎo)電襯底優(yōu)選銅箔。所述步驟2)中，所述電沉積溶液中，優(yōu)選氯化鉀的濃度為O. lmol/L，優(yōu)選醋酸鋅的濃度為O. 05mmol/Lo本發(fā)明步驟2)中，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要設(shè)置合適的沉積電位和沉積時(shí)間。本發(fā)明推薦恒定沉積電位為O. 90 I. 0V,更優(yōu)選為O. 95V ；電沉積時(shí)間推薦為2(Γ40分鐘，更優(yōu)選為30分鐘。本發(fā)明步驟2)中，通入的氧氣流量為riOL/h。本發(fā)明還提供了一種基于所述的花狀多級(jí)結(jié)構(gòu)氧化鋅支撐骨架的復(fù)合硅基鋰電池負(fù)極材料，所述復(fù)合硅基鋰電池負(fù)極材料由花狀多級(jí)結(jié)構(gòu)氧化鋅支撐骨架和依次包覆在花狀多級(jí)結(jié)構(gòu)氧化鋅支撐骨架上的金屬鎳層和非晶硅層構(gòu)成，即為三層結(jié)構(gòu)，依次為花狀多級(jí)結(jié)構(gòu)氧化鋅支撐骨架、金屬鎳層和非晶硅層。所述的金屬鎳層起到增強(qiáng)電荷輸運(yùn)性能的作用，所述的花狀多級(jí)結(jié)構(gòu)氧化鋅支撐骨架在倍率充放電工作條件下具有良好的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，并且可以緩解所述的非晶硅層在嵌脫鋰過程中由于體積膨脹效應(yīng)產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，緩解非晶硅層自身顆?；F(tuán)聚現(xiàn)象，維持非晶硅層的有效的導(dǎo)電接觸。本發(fā)明中，所述復(fù)合硅基鋰電池負(fù)極材料是以生長有花狀多級(jí)結(jié)構(gòu)氧化鋅支撐骨架的導(dǎo)電襯底為襯底，采用磁控濺射方法依次沉積金屬鎳層、非晶硅層而制得。具體的，所述的金屬鎳層的沉積可采用直流濺射方法進(jìn)行，沉積金屬鎳層采用如下條件直流電源輸出功率2(T35W，工作氣體氣壓O. 8^1. OPa，鎳材料沉積速率為Γ Οηπι/min，沉積時(shí)間為2 10分鐘。優(yōu)選的，設(shè)置直流電源輸出功率28W，工作氣體氣壓O. 9Pa，鎳材料沉積速率為7. 5nm/min，沉積時(shí)間優(yōu)選為4分鐘。工作氣體為氬氣。待金屬鎳層沉積結(jié)束后，繼續(xù)采用射頻電流濺射方法進(jìn)行非晶硅層的沉積，沉積非晶硅層采用如下條件待金屬鎳層沉積結(jié)束后，設(shè)置射頻電源輸出功率4(T80W，工作氣體氣壓O. 8 I. 2Pa，非晶硅材料沉積速率為4 10nm/min，沉積時(shí)間為20 40分鐘。優(yōu)選的，控制射頻電源輸出功率60W，工作氣體氣壓IPa，非晶硅材料沉積速率為6. 5nm/min，沉積時(shí)間優(yōu)選為30分鐘。所述的工作氣體為IS氣。與現(xiàn)有的復(fù)合硅基鋰電池負(fù)極材料的支撐骨架相比，本發(fā)明具有以下突出的優(yōu)
占-
^ \\\ · I.花狀多級(jí)結(jié)構(gòu)氧化鋅支撐骨架采用基于水溶液環(huán)境的電沉積方法制備，反應(yīng)條件溫和，制備工藝簡(jiǎn)便，不需要高溫、高真空等反應(yīng)條件和復(fù)雜昂貴的儀器設(shè)備。2.花狀多級(jí)結(jié)構(gòu)氧化鋅支撐骨架可以一步實(shí)現(xiàn)在導(dǎo)電襯底上的電沉積生長，不需要額外的納米材料輔助制備模版以及相應(yīng)的復(fù)雜的前、后處理工藝。3.花狀多級(jí)結(jié)構(gòu)氧化鋅支撐骨架可以實(shí)現(xiàn)在導(dǎo)電襯底上的快速、均勻生長，所使用的導(dǎo)電襯底尺寸大小不受到限制。4.采用電沉積方法原位生長在導(dǎo)電襯底上的花狀多級(jí)結(jié)構(gòu)氧化鋅支撐骨架與導(dǎo)電襯底結(jié)合力強(qiáng)，具有良好的電荷輸運(yùn)性能，沉積金屬鎳層以后電荷輸運(yùn)性能進(jìn)一步增強(qiáng)。5.花狀多級(jí)結(jié)構(gòu)氧化鋅支撐骨架有利于金屬鎳層、非晶硅層的均勻沉積、包覆。6.花狀多級(jí)結(jié)構(gòu)氧化鋅支撐骨架具有較大的比表面積，在倍率充放電工作條件下具有良好的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，有利于增大復(fù)合娃基鋰電池負(fù)極材料的比表面積和空隙，有利于促進(jìn)復(fù)合硅基鋰電池負(fù)極材料與鋰電池電解液完全接觸，因此決定了本發(fā)明制備的復(fù)合硅基鋰電池負(fù)極材料具有良好的倍率充放電性能。


圖I為本發(fā)明實(shí)施例2中制備的花狀多級(jí)結(jié)構(gòu)氧化鋅支撐骨架的掃描電鏡(SEM)圖。圖2為本發(fā)明實(shí)施例3中制備的花狀多級(jí)結(jié)構(gòu)氧化鋅支撐骨架的掃描電鏡(SEM)圖。圖3為本發(fā)明實(shí)施例4中制備的花狀多級(jí)結(jié)構(gòu)氧化鋅支撐骨架的透射電鏡(TEM，圖3a)圖，放大的單根氧化鋅納米線透射電鏡(TEM，圖3b)以及選區(qū)電子衍射(SAED，圖3b插圖)圖，和單根氧化鋅納米線的高分辨透射電鏡(HRTEM，圖3c)圖。圖4為本發(fā)明實(shí)施例4中制備的基于花狀多級(jí)結(jié)構(gòu)氧化鋅支撐骨架的復(fù)合硅基鋰電池負(fù)極材料的掃描電鏡(SEM)圖。圖5為本發(fā)明實(shí)施例5中花狀多級(jí)結(jié)構(gòu)氧化鋅支撐骨架在倍率充放電工作條件下的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性表征掃描電鏡(SEM)圖。圖6為本發(fā)明實(shí)施例6中恒流倍率充放電性能圖，圖6 (a)對(duì)應(yīng)O. 2C倍率充放電測(cè)試，圖6 (b)對(duì)應(yīng)IC倍率充放電測(cè)試。
具體實(shí)施例方式以下給出的實(shí)施例將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。下述實(shí)施例中所述實(shí)驗(yàn)方法，如無特殊說明，均為常規(guī)方法。所述試劑和材料，如無特殊說明，均可從商業(yè)途徑獲得。所述的丙酮、乙醇、乙腈、氯化鉀、醋酸鋅均為分析純?cè)噭褂们拔醋鬟M(jìn)一步處理。所述的氧氣、氬氣純度均為99. 99%，使用前未作進(jìn)一步處理。所述的銅箔純度99. 99%，所述的磁控濺射靶材直徑均為60mm，純度均為99. 99%。實(shí)施例I、銅箔的清洗處理將所述銅箔依次浸入丙酮、乙醇、去離子水中，超聲處理各10分鐘，去除表面的油月旨，取出，用去離子水沖洗三次，隨后置于鼓風(fēng)烘箱中， 設(shè)置70°C，烘干。實(shí)施例2、電沉積方法制備花狀多級(jí)結(jié)構(gòu)氧化鋅支撐骨架將經(jīng)過清洗處理的銅箔作為工作電極，以金屬鉬片電極和飽和甘汞電極分別作為對(duì)電極和參比電極。實(shí)驗(yàn)中用氯化鉀、醋酸鋅和去離子水配制成含氯化鉀濃度為O. 1M、醋酸鋅濃度為O. 04mM的電沉積溶液。將所述工作電極、對(duì)電極和參比電極共同置于電沉積溶液中，設(shè)置持續(xù)通入氧氣流量可為6L/h，設(shè)置磁力攪拌子轉(zhuǎn)速為600rpm，維持電沉積溶液溫度為85°C。在工作電極和參比電極之間設(shè)置恒定沉積電位I. OV,電沉積時(shí)間為30分鐘。待電沉積結(jié)束后，取出銅箔，用去離子水沖洗三次，隨后置于鼓風(fēng)烘箱中，設(shè)置70°C，烘干。所得到的花狀多級(jí)結(jié)構(gòu)氧化鋅支撐骨架如圖I所示。實(shí)施例3、電沉積方法制備花狀多級(jí)結(jié)構(gòu)氧化鋅支撐骨架按照實(shí)施例2的方法制備花狀多級(jí)結(jié)構(gòu)氧化鋅支撐骨架，不同之處在于本實(shí)施例中用氯化鉀、醋酸鋅和去離子水配制成含氯化鉀濃度為O. 1M、醋酸鋅濃度為O. 06mM的電沉積溶液，設(shè)置恒定沉積電位O. 9V。所得到的花狀多級(jí)結(jié)構(gòu)氧化鋅支撐骨架如圖2所示。實(shí)施例4、制備基于花狀多級(jí)結(jié)構(gòu)氧化鋅支撐骨架的復(fù)合硅基鋰電池負(fù)極材料按照實(shí)施例2的方法制備花狀多級(jí)結(jié)構(gòu)氧化鋅支撐骨架，不同之處在于本實(shí)施例中用氯化鉀、醋酸鋅和去離子水配制成含氯化鉀濃度為O. 1M、醋酸鋅濃度為O. 05mM的電沉積溶液，設(shè)置恒定沉積電位O. 95V，設(shè)置電沉積時(shí)間為30分鐘。構(gòu)成所得到的花狀多級(jí)結(jié)構(gòu)氧化鋅支撐骨架的單根氧化鋅納米線的結(jié)構(gòu)、晶相表征如圖3所示。將電沉積有花狀多級(jí)結(jié)構(gòu)氧化鋅支撐骨架的銅箔作為襯底置于磁控濺射儀內(nèi)，采用磁控濺射方法依次沉積金屬鎳層、非晶硅層，設(shè)置直流電源輸出功率28W，氬氣氣壓
O.9Pa，鎳材料沉積速率為7. 5nm/min，沉積時(shí)間4分鐘。待金屬鎳層沉積結(jié)束后，繼續(xù)設(shè)置射頻電源輸出功率60W，氬氣氣壓IPa，非晶硅材料沉積速率為6. 5nm/min，沉積時(shí)間30分鐘。所得到的復(fù)合硅基鋰電池負(fù)極材料如圖4所示。實(shí)施例5、花狀多級(jí)結(jié)構(gòu)氧化鋅支撐骨架在倍率充放電工作條件下的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性表征按照實(shí)施例4的方法制備花狀多級(jí)結(jié)構(gòu)氧化鋅支撐骨架。在氬氣氣氛手套箱中，以金屬鋰片作為對(duì)電極和參比電極，以張家港國泰華榮化工新材料有限公司的LB-302鋰離子電池電解液作為電解液，將花狀多級(jí)結(jié)構(gòu)氧化鋅支撐骨架組裝為CR2032紐扣半電池。將組裝好的CR2032紐扣半電池置于恒溫恒濕箱中，設(shè)定測(cè)試溫度25°C，濕度40%。預(yù)先靜置12小時(shí)，隨后使用武漢金諾電子有限公司的Land CT2001A電池測(cè)試系統(tǒng)對(duì)半電池進(jìn)行恒流倍率充放電測(cè)試。設(shè)定充放電電流密度O. 161mA/cm2，充放電電壓區(qū)間O. θΓ . 8V，循環(huán)次數(shù)為100次。待測(cè)試結(jié)束后，拆解電池，取出花狀多級(jí)結(jié)構(gòu)氧化鋅支撐骨架，依次浸入乙腈、丙酮、乙醇和去離子水中各30分鐘，去除表面殘留的鋰鹽、有機(jī)物，隨后置于鼓風(fēng)烘箱中，設(shè)置70°C，烘干，使用掃描電子顯微鏡進(jìn)行結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性表征。所得到的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性表征如圖5所示。實(shí)施例6、基于花狀多級(jí)結(jié)構(gòu)氧化鋅支撐骨架的復(fù)合硅基鋰電池負(fù)極材料的倍率充放電循環(huán)性能表征按照實(shí)施例4的方法制備基于花狀多級(jí)結(jié)構(gòu)氧化鋅支撐骨架的復(fù)合硅基鋰電池負(fù)極材料。在氬氣氣氛手套箱中，以金屬鋰片作為對(duì)電極和參比電極，以張家港國泰華榮化工新材料有限公司的LB-302鋰離子電池電解液作為電解液，將所述復(fù)合硅基鋰電池負(fù)極材料組裝為CR2032紐扣半電池。將組裝好的CR2032紐扣半電池置于恒溫恒濕箱中，設(shè)定測(cè)試溫度25°C，濕度40%。預(yù)先靜置12小時(shí)，隨后使用武漢金諾電子有限公司的Land CT2001A電池測(cè)試系統(tǒng)對(duì)半電池進(jìn)行恒流倍率充放電測(cè)試表征。O. 2C倍率充放電測(cè)試，設(shè)定充放電電流密度O. 04mA/cm2，充放電電壓區(qū)間O. θΓ . 8V，循環(huán)次數(shù)為50次。IC倍率充放電測(cè)試，首先設(shè)定充放電電流密度O. 04mA/cm2，充放電電壓區(qū)間O. θΓ . 8V，循環(huán)次數(shù)為3次，隨后將充放電電流密度提高到O. 161mA/cm2，充放電循環(huán)次數(shù)為50次。所得到的恒流倍率充放電性能如圖6所示，所述的比容量按照所述沉積的非晶硅層的質(zhì)量計(jì)算?！?br> 權(quán)利要求
1.一種花狀多級(jí)結(jié)構(gòu)氧化鋅支撐骨架，其特征在于所述花狀多級(jí)結(jié)構(gòu)氧化鋅支撐骨架是一種原位生長在導(dǎo)電襯底上的多級(jí)結(jié)構(gòu)氧化鋅材料，所述多級(jí)結(jié)構(gòu)氧化鋅材料的形狀是由樹枝狀氧化鋅納米線陣列構(gòu)成的花狀多級(jí)結(jié)構(gòu)，所述的樹枝狀氧化鋅納米線陣列是具有mirtzite晶相結(jié)構(gòu)、沿
晶向生長、生長方向各異的單晶氧化鋅納米線陣列。
2.如權(quán)利要求I所述的花狀多級(jí)結(jié)構(gòu)氧化鋅支撐骨架，其特征在于所述的導(dǎo)電襯底為銅箔。
3.—種如權(quán)利要求I或2所述的花狀多級(jí)結(jié)構(gòu)氧化鋅支撐骨架的制備方法，其特征在于所述制備方法包括以下步驟 1)導(dǎo)電襯底進(jìn)行清洗處理； 2)將經(jīng)過清洗處理的導(dǎo)電襯底作為工作電極，金屬鉬片電極和飽和甘汞電極分別作為對(duì)電極和參比電極，將工作電極、對(duì)電極和參比電極共同置于電沉積溶液中，持續(xù)通入氧氣，攪拌，維持電沉積溶液溫度為75 90°C，在工作電極和參比電極之間施加恒定沉積電位進(jìn)行電沉積，電沉積完畢后取出導(dǎo)電襯底水洗、干燥，得到生長在導(dǎo)電襯底上的花狀多級(jí)結(jié)構(gòu)氧化鋅支撐骨架；所述電沉積溶液由氯化鉀、醋酸鋅和去離子水組成，其中氯化鉀的濃度為O. 05 O. 2mol/L,醋酸鋅的濃度為O. 04 O. 06mmol/L。
4.如權(quán)利要求3所述的花狀多級(jí)結(jié)構(gòu)氧化鋅支撐骨架的制備方法，其特征在于所述步驟2)中，恒定沉積電位為O. 9 I. 0V,電沉積時(shí)間為2(Γ40分鐘。
5.如權(quán)利要求3所述的花狀多級(jí)結(jié)構(gòu)氧化鋅支撐骨架的制備方法，其特征在于所述電沉積溶液中，氯化鉀的濃度為O. lmol/L，醋酸鋅的濃度為O. 05mmol/L。
6.如權(quán)利要求3所述的花狀多級(jí)結(jié)構(gòu)氧化鋅支撐骨架的制備方法，其特征在于通入的氧氣流量為riOL/h。
7.一種基于權(quán)利要求I或2所述的花狀多級(jí)結(jié)構(gòu)氧化鋅支撐骨架的復(fù)合硅基鋰電池負(fù)極材料，其特征在于所述復(fù)合硅基鋰電池負(fù)極材料由花狀多級(jí)結(jié)構(gòu)氧化鋅支撐骨架和依次包覆在花狀多級(jí)結(jié)構(gòu)氧化鋅支撐骨架上的金屬鎳層和非晶硅層構(gòu)成。
8.如權(quán)利要求7所述的復(fù)合硅基鋰電池負(fù)極材料，其特征在于所述復(fù)合硅基鋰電池負(fù)極材料是以生長有花狀多級(jí)結(jié)構(gòu)氧化鋅支撐骨架的導(dǎo)電襯底為襯底，采用磁控濺射方法依次沉積金屬鎳層、非晶硅層而制得。
9.如權(quán)利要求8所述的復(fù)合硅基鋰電池負(fù)極材料，其特征在于沉積金屬鎳層采用如下條件直流電源輸出功率2(T35W，氬氣氣壓O. 8^1. OPa，鎳材料沉積速率為Γ Οηπι/π η，沉積時(shí)間為2 10分鐘。
10.如權(quán)利要求8所述的復(fù)合硅基鋰電池負(fù)極材料，其特征在于沉積非晶硅層采用如下條件待金屬鎳層沉積結(jié)束后，設(shè)置射頻電源輸出功率4(T80W，氬氣氣壓O. 8^1. 2Pa，非晶硅材料沉積速率為4 10nm/min，沉積時(shí)間為20 40分鐘。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種花狀多級(jí)結(jié)構(gòu)氧化鋅支撐骨架及其制備方法和應(yīng)用，所述支撐骨架是一種原位生長在導(dǎo)電襯底材料上的多級(jí)結(jié)構(gòu)氧化鋅材料，所述多級(jí)結(jié)構(gòu)氧化鋅材料的形狀是由樹枝狀氧化鋅納米線陣列構(gòu)成的花狀多級(jí)結(jié)構(gòu)，所述的樹枝狀氧化鋅納米線陣列是具有wurtzite晶相結(jié)構(gòu)、沿
晶向生長、生長方向各異的單晶氧化鋅納米線陣列材料。所述支撐骨架可用于制備一種復(fù)合硅基鋰電池負(fù)極材料，其由所述支撐骨架和依次包覆在支撐骨架上的金屬鎳層和非晶硅層構(gòu)成。本發(fā)明的花狀多級(jí)結(jié)構(gòu)氧化鋅支撐骨架具有較大的比表面積并且在倍率充放電工作條件下具有良好結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，其制得的復(fù)合硅基鋰電池負(fù)極材料具有良好的倍率充放電性能。
文檔編號(hào)C30B30/02GK102912437SQ201210254798
公開日2013年2月6日 申請(qǐng)日期2012年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月20日
發(fā)明者馬淳安, 陳歡 申請(qǐng)人:浙江工業(yè)大學(xué)