內(nèi)容簡述：

近日，《礦物冶金與材料學(xué)報》（Int. J. Miner. Metall. Mater.）發(fā)表了beat365肖圍教授課題組的最新研究成果。利用廢棄印刷線路板Cu-Sn浸出液作為電沉積液，通過原位電沉積法成功制備了無粘結(jié)劑的銅錫合金/碳納米管（Cu₆Sn₅/CNTs）合金薄膜電極，系統(tǒng)探究了電沉積液中碳納米管（CNTs）的濃度對合金薄膜電極的影響。與傳統(tǒng)電極制備工藝不同的是，此合金薄膜電極不需要額外添加導(dǎo)電劑和粘結(jié)劑便可牢固的附著在集流體銅箔上，可以進一步提升電池的體積能量密度，實現(xiàn)了廢棄印刷線路板的資源化利用。

論文題目為“Three-dimensional structural Cu₆Sn₅/carbon nanotubes alloy thin-film electrodes fabricated by in situ electrodeposition from the leaching solution of waste-printed circuit boards”，碩士研究生聶淑晴為論文的第一作者，肖圍教授為論文的通訊作者。

電子產(chǎn)品更新迭代對鋰離子電池的安全性和耐久性提出了更高要求，開發(fā)新型負極材料助力高能量密度鋰離子電池十分關(guān)鍵。已報道的Cu-Sn二元合金中，金屬間化合物Cu₆Sn₅能量最低，結(jié)構(gòu)最穩(wěn)定。此外，Cu不與Li反應(yīng)，而是作為一種非活性緩沖相來緩解鋰化過程中產(chǎn)生的機械應(yīng)力，從而提高了合金負極材料的循環(huán)性能。電子產(chǎn)品升級換代給鋰離子電池能量密度帶來技術(shù)挑戰(zhàn)的同時也產(chǎn)生了大量的廢棄印刷電路板，含有各種貴重金屬（Au、Ag、Pt、Cu、Sn等），如何利用廢棄印刷線路板中富含的Cu、Sn金屬制備Cu₆Sn₅合金薄膜電極受到了研究者的關(guān)注。錫基材料因較高的理論容量而被認為是極具潛力的鋰離子電池負極材料。然而，由于合金化和去合金化過程中存在體積膨脹效應(yīng)，使得電池容量迅速衰減，限制了實際應(yīng)用。

基于上述挑戰(zhàn)，肖圍教授課題組采用廢棄印刷線路板（WPCBs）浸出液作為電沉積液，通過原位電沉積法直接制備無粘結(jié)劑的銅錫合金/碳納米管（Cu₆Sn₅/CNTs）合金薄膜電極，并探究電沉積液中碳納米管（CNTs）濃度對合金薄膜電極的影響。結(jié)果表明，電沉積液中CNTs濃度為0.2 g/L時，易團聚Cu₆Sn₅合金納米顆粒均勻分布在CNTs三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中。Cu₆Sn₅/CNTs-0.2合金薄膜電極組裝的電池表現(xiàn)出優(yōu)異的循環(huán)性能和倍率性能，0.1 A/g，循環(huán)50次，放電比容量為458.35 mAh g^-1，容量保持率為82.58%；0.1、0.2、0.5、1.0和2.0 A/g，放電比容量分別為518.24、445.52、418.18、345.33和278.05 mAh g^-1。該研究不僅為鋰離子電池負極材料的制備提供了參考，還為資源化利用廢棄印刷線路板提供了一種經(jīng)濟有效的策略。

該研究工作得到了國家自然科學(xué)基金、湖北省杰出青年基金、湖北省青年拔尖人才培養(yǎng)計劃項目的支持。

圖文摘要：

文章鏈接：https://doi.org/10.1007/s12613-022-2591-4