与碳相比,金属以及合金在理论上拥有更大的理论容量,对于和锂金属,拥有更好的镶嵌电位,相比之下更加安全,性能也更加良好,从而引起学者的研究。而在众多金属中,锡和锑这两种元素都能与锂金属发生合金化反应,理论表明,锡锑合金有较大的理论容量,在电化学反应中表现出了较好的行为,有望成为锡基体的合金负极电池材料。但通过实验表明,锡锑合金作为锂金属的电池电极材料有一个主要的问题是,在循环过程中,锂合金的可逆生成与分解伴随着较大的体积变化[9]。这会导致合金的稳定性波动十分大,结合力迅速下降,从而使电极内部会缝隙,裂痕和粉末,导电体介质之间的电子移动断裂,相应的电池中的电容量的减少,极大得妨碍了电极的循环性能。如果能通过研究能制备出纳米级别的锡锑合金镀层作为锂电池的负极,那就可以大幅提高锂电池的比容量,在不减小工作效率的同时,提高电池的稳定性,增加电池的使用寿命。因为此项研究的科技要求较高,所以国内外使用的公司还较少,但是美国著名的电动车品牌特斯拉使用的便是锡锑合金纳米颗粒与石墨颗粒融合的锂电池,如今是电动车品牌的龙头公司。论文网
1。2。2 装饰性锡合金镀层
(1)锡镍合金镀层
锡镍合金镀层有一下几个特点:1。镀层自身的外观就带有着类似樱花的般梦幻的粉红色同时镀层还有光泽,随着镍含量的增加,合金镀层的颜色由浅变深,从白色到浅绿色再到粉红色直到黑色;2。耐腐蚀性好,并且能在空气中长时间不变色;3。镀层表面平整光滑,结晶细密所以锡镍合金的硬度很强,对抗外力的损坏能力较强。作为保温杯的防护和装饰镀层很适合;4。内应力小。镀层内不会出现裂纹,剥落等现象,适合用于作为功能性镀层应用于锂离子电池负极材料,但镀层硬度大,略有脆性,不以后期加工;5。锡镍合金镀层由于其可焊性好也可用于环氧树脂制板的焊接层;6。镀层总体金属结构稳定,可以作为结构镀层广泛用于材料保护和装饰[10]。
锡镍合金镀层不仅外观好看受人追捧,其相较一般合金镀层有着更为优秀的耐磨性、抗腐蚀性和导电性,能作为功能性镀层应用于锂离子电池负极材料,是一种极具发展前景的锡合金材料是合金镀层中难得一见的装饰防护性材料。而且,由于镍镀层的长期的广泛应用,镍资源严重匮乏,造成镍的价格持续上升,镍合金镀层的发展了人们的极大关注。使锡镍合金镀层替换纯金属捏镀层,在提高镀层耐磨性、抗腐蚀性和导电性的同时,还可以增加基材的美观,降低电镀成本。所以发展锡镍合金镀的应用也成为现代电镀工业上的一个热门话题。锡镍合金已经成为了极好的装饰性镀层。
(2)锡铜合金镀层
锡铜合金(俗称青铜)在电镀工业中较为常见。上个世纪,因为有色金属的缺乏例如镍、锑、锌,曾一度成为市面上最为流行的锡合金镀层。锡铜合金还可用来作为最后的加工精饰,合金镀层经过清漆保护后,外观为金黄色,与金色的颜色相似,可作为仿金镀层[11]。
锡铜合金镀层中,随锡含量的增加,镀层的外观和颜色也会发生相应的变化,可按含锡量分为:低锡青铜、中锡青铜和高锡青铜。
低锡青铜:合金中锡的百分含量为7%-16%,外观的颜色浅棕色。但是由于低锡青铜镀层结晶粗糙,较软,暴露在空气中极易氧化,被腐蚀一般不用来做单独的装饰性镀层,都是作为预镀层,表面通常会镀铬,仅用做装饰性镀层的底层。但是低锡青铜在热水中会生成一层防护膜,寿命长,不易磨损,也常常被用来作为热水中工件的镀层。