專利名稱：高磷含量鐵錫銻磷合金及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電鍍合金，尤其涉及一種電鍍高磷含量鐵錫銻磷合金及其制備方法。
背景技術(shù)：
電鍍具有成本低廉、工藝簡單、易操作等優(yōu)點，其應(yīng)用十分廣泛，與生活的各個方面息息相關(guān)，電鍍是表面處理技術(shù)中最有效的方法之一。過去主要是電鍍單金屬，現(xiàn)已遠不能滿足現(xiàn)代化對表面性能的需求。因此，電鍍合金在近20多年的迅速發(fā)展，它不僅可以得到特殊性能的表面，而且種類繁多，應(yīng)用范圍更加廣泛，目前已經(jīng)應(yīng)用到鋰電池行業(yè)。電鍍合金是指采用電化學方法使兩種或兩種以上的金屬共沉積的過程。目前，國內(nèi)外研究過的合金已經(jīng)超過250多種但實際應(yīng)用的電鍍合金僅40多種
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種穩(wěn)定性好、耐蝕性強、造價低廉，主要用于日用五金制品等的表面精飾和裡尚子電池負極材料的聞憐含量鐵錫鋪憐合金。本發(fā)明的另一目的在于提供一種電鍍高磷含量鐵錫銻磷合金溶液的制備方法。所述高磷含量鐵錫鋪磷合金的原料組成按質(zhì)量比為硼酸35 45、氯化氨55 65、溴化氨15 25、次亞磷酸鈉30 45、氯化亞鐵5 15、氯化亞錫2 8、酒石酸銻鉀4 10和抗壞血酸I 3。所述高磷含量鐵錫銻磷合金的原料組成按質(zhì)量比可優(yōu)選為硼酸38 42、氯化氨58 62、溴化氨18 25、次亞磷酸鈉38 42、氯化亞鐵8 13、氯化亞錫4 7、酒石酸銻鉀5 8和抗壞血酸I. 5 2. 5。所述高磷含量鐵錫銻磷合金的原料組成按質(zhì)量比最好為硼酸40份、氯化氨60份、溴化氨20份、次亞磷酸鈉40份、氯化亞鐵10份、氯化亞錫4份、酒石酸銻鉀8份和抗壞血酸2份。所述電鍍高磷含量鐵錫銻磷合金溶液的制備方法包括以下步驟I)將硼酸溶解于總體積1/2的溫水中，攪拌下加入氯化銨、溴化銨、次亞磷酸鈉和抗壞血酸，溶解后得到溶液A ;所述水的用量可為電鍍高磷含量鐵錫銻磷合金溶液總質(zhì)量的 40% 60% ；2)調(diào)整溶液A的pH為2，然后加入氯化亞鐵、氯化亞錫、酒石酸銻鉀和抗壞血酸，加水至規(guī)定體積，電解后即得電鍍高磷含量鐵錫銻磷合金溶液。本發(fā)明與現(xiàn)有的合金電鍍技術(shù)相比具有下列優(yōu)點該合金中各組分的原子含量磷占18% 28%，鐵占40% 48%，錫為16% 22%和銻為8% 14%。由于磷的含量高，從而顯示出強耐蝕性，同時合金穩(wěn)定性好，造價低廉，使用壽命長。同時，磷和錫具有很高的儲鋰容量。按本發(fā)明制備的高磷含量鐵錫銻磷合金主要用于日用五金制品等的表面精飾和鋰離子電池負極材料。


圖I為實施例I所得高磷含量鐵錫銻磷合金粉末負極材料的X射線粉末衍射(XRD)圖。在圖I中，橫坐標為衍射角2-Theta/°，縱坐標為強度Intensity/a. U，各衍射峰的標記為■ SnSb ；▲ FeSb2 ；★ Fe83P17O圖2為實施例I所得高磷含量鐵錫銻磷合金負極材料電子能譜(EDS)圖。在圖2中，橫坐標為能量Energy/keV.,縱坐標為能譜強度Intensitv/a. u.;在圖2中顯示Fe、P、Sb、Sn、Cu 和 O 譜峰。圖3為實施例I所得高磷含量鐵錫銻磷合金電極在的充放電循環(huán)及效率曲線。充放電電流密度為100mA/g;橫坐標為循環(huán)數(shù)(Cycle number);左縱坐標為充電容量Capacity/mAhg—1 ;右縱坐標為庫侖效率(Coulomb efficiency) /%,各標記分別代表■放電； 充電；▲效率。
具體實施方式
實施例I一種電鍍高磷含量鐵錫銻磷合金，所含各成分的重量份數(shù)比為硼酸40份、氯化氨60份、溴化氨20份、次亞磷酸鈉40份、氯化亞鐵10份、氯化亞錫4份、酒石酸銻鉀8份和抗壞血酸2份。以平面銅為陰極進行施鍍20min，獲得鐵錫銻磷合金材料。圖I中的XRD結(jié)果顯示，材料的物相為SnSb，F(xiàn)eSb2, Fe83P1715在45°左右出現(xiàn)的寬化峰，表明其具有非晶態(tài)物相。它與非晶態(tài)Fe-P合金的XRD是一致的。EDS結(jié)果(圖2)顯示，Cu為基底峰，O為雜質(zhì)峰，歸一化后，該合金中各組分的原子含量磷占24%，鐵占45%，錫為19%和銻為10%。以該合金電極為測試電極，以金屬鋰片為對電極，電解液IM LiPF6/EC(碳酸乙烯酯):DMC(碳酸二甲酯):DEC (碳酸二乙酯)(1:1: lv/v)，隔膜為Celgard 2400,在充滿氬氣的手套箱中組裝成2025型扣式電池，然后在Land電池測試系統(tǒng)上，以lOOmAg—1的充放電倍率進行充放電測試。其充放電循環(huán)性能和庫侖效率如圖3所示。首次嵌鋰容量為1171 mAh g—1，脫鋰容量為783mAh/g，首次庫侖效率為67%。經(jīng)80周充放電循環(huán)后，其容量仍保持在627mAhg—1，遠高于目前商業(yè)化的鋰離子電池碳負極材料容量(372mAh g—1)。從第3周開始，其庫侖效率恒保持在96%以上。因此，它是一種較為理想的鋰離子電池替代負極材料，且制備方法簡單，可實現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)。上述的一種電鍍高磷含量鐵錫銻磷合金溶液的配制方法I)按配方配比將硼酸溶解于總體積1/2的溫水中，攪拌下加入氯化銨、溴化銨、次亞磷酸鈉和抗壞血酸，溶解后得到溶液A ;2)調(diào)整溶液A的pH為2，然后慢慢加入氯化亞鐵、氯化亞錫、酒石酸銻鉀和抗壞血酸，加水至規(guī)定體積，電解2h后即可試鍍。實施例2一種電鍍高磷含量鐵錫銻磷合金，所含各成分的重量份數(shù)比為硼酸35份、氯化氨65份、溴化氨25份、次亞磷酸鈉45份、氯化亞鐵15份、氯化亞錫8份、酒石酸銻鉀10份和抗壞血酸3份。其它同實施例I。EDS結(jié)果顯示該合金中各組分的原子含量磷占18%，鐵占48%，錫為22%和銻為12%。
實施例3一種電鍍高磷含量鐵錫銻磷合金，所含各成分的重量份數(shù)比為硼酸45份、氯化氨55份、溴化氨15份、次亞磷酸鈉30份、氯化亞鐵5份、氯化亞錫2份、酒石酸銻鉀4份和抗壞血酸I份。其它同實施例I。該合金中各組分的原子含量磷占25%，鐵占45%，錫為16%和鋪為14%。實施例4一種電鍍高磷含量鐵錫銻磷合金，所含各成分的重量份數(shù)比為硼酸38份、氯化氨62份、溴化氨42份、次亞磷酸鈉25份、氯化亞鐵13份、氯化亞錫7份、酒石酸銻鉀8份和抗壞血酸2. 5份。其它同實施例I。該合金中各組分的原子含量磷占23%，鐵占48%，錫為21%和銻為8%。實施例5—種電鍍高磷含量鐵錫銻磷合金，所含各成分的重量份數(shù)比為硼酸42份、氯化氨58份、溴化氨38份、次亞磷酸鈉18份、氯化亞鐵8份、氯化亞錫4份、酒石酸銻鉀5份和抗壞血酸I. 5份。其它同實施例I。該合金中各組分的原子含量磷占28%，鐵占40%，錫為20%和銻為12%。
權(quán)利要求
1.高磷含量鐵錫銻磷合金，其特征在于其原料組成按質(zhì)量比為硼酸35 45、氯化氨55 65、溴化氨15 25、次亞磷酸鈉30 45、氯化亞鐵5 15、氯化亞錫2 8、酒石酸銻鉀4 10和抗壞血酸I 3。
2.如權(quán)利要求I所述的高磷含量鐵錫銻磷合金，其特征在于其原料組成按質(zhì)量比為硼酸38 42、氯化氨58 62、溴化氨18 25、次亞磷酸鈉38 42、氯化亞鐵8 13、氯化亞錫4 7、酒石酸銻鉀5 8和抗壞血酸I. 5 2. 5。
3.如權(quán)利要求2所述的高磷含量鐵錫銻磷合金，其特征在于其原料組成按質(zhì)量比為硼酸40份、氯化氨60份、溴化氨20份、次亞磷酸鈉40份、氯化亞鐵10份、氯化亞錫4份、酒石酸銻鉀8份和抗壞血酸2份。
4.電鍍高磷含量鐵錫銻磷合金溶液的制備方法，其特征在于包括以下步驟 O將硼酸溶解于總體積1/2的溫水中，攪拌下加入氯化銨、溴化銨、次亞磷酸鈉和抗壞血酸，溶解后得到溶液A ;所述水的用量可為電鍍高磷含量鐵錫銻磷合金溶液總質(zhì)量的40% 60% ； 2)調(diào)整溶液A的pH為2，然后加入氯化亞鐵、氯化亞錫、酒石酸銻鉀和抗壞血酸，加水至規(guī)定體積，電解后即得電鍍高磷含量鐵錫銻磷合金溶液。
全文摘要
高磷含量鐵錫銻磷合金及其制備方法，涉及一種電鍍合金。合金的原料組成為硼酸35～45、氯化氨55～65、溴化氨15～25、次亞磷酸鈉30～45、氯化亞鐵5～15、氯化亞錫2～8、酒石酸銻鉀4～10和抗壞血酸1～3。電鍍高磷含量鐵錫銻磷合金溶液的制備方法1)將硼酸溶解于總體積1/2的溫水中，攪拌下加入氯化銨、溴化銨、次亞磷酸鈉和抗壞血酸，溶解后得到溶液A；所述水的用量可為電鍍高磷含量鐵錫銻磷合金溶液總質(zhì)量的40%~60%。2)調(diào)整溶液A的pH為2，然后加入氯化亞鐵、氯化亞錫、酒石酸銻鉀和抗壞血酸，加水至規(guī)定體積，電解后即得電鍍高磷含量鐵錫銻磷合金溶液。
文檔編號C25D3/56GK102839402SQ20121036627
公開日2012年12月26日 申請日期2012年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月27日
發(fā)明者孫世剛, 鄭小美, 黃令 申請人:廈門大學