[发明专利]高性能锂离子二次电池负极材料多级结构纳米空心球的制备方法

权利要求书

1.一种高性能锂离子二次电池负极材料多级结构纳米空心球的制备方法，包括步骤如下：

(1)将3.3～20m mol/L锌源和0.138～0.56m mol/L聚丙烯酸，加入到蒸馏水中，所述锌源、聚丙烯酸、蒸馏水质量比为：1:(0.1-0.6):(120-500)，搅拌20～30min，制得混合溶液；所述聚丙烯酸的重均分子量为3000～5000；

(2)将2.5～20m mol/L锡源按锡源与蒸馏水质量比为：1：(50-150))的比例加入蒸馏水中，制得锡源水溶液，将锡源水溶液滴加至步骤(1)的混合溶液中，继续搅拌20～30min，得白色混浊液，锡源的加入量与锌源的质量比为：1:1；

(3)向步骤(2)得到的白色混浊液中，滴加0.6mol/L的碱溶液，碱溶液的加入量与锌源的质量比为(20～30):1，磁力搅拌20～30min后，转移至60～100ml的反应釜中，将反应釜放入烘箱中，在160～200℃条件下加热6～24小时后自然冷却到室温，离心处理后60～80℃条件下真空条件下烘干，制得多级结构纳米羟基锡酸锌空心球。

2.根据权利要求1所述的高性能锂离子二次电池负极材料多级结构纳米空心球的制备方法，其特征在于，还包括如下步骤：

取步骤(3)制得的多级结构纳米羟基锡酸锌空心球置于瓷舟中，将瓷舟放入坩埚炉中，于空气氛围下煅烧，坩埚炉的升温速率为2～10℃/min，煅烧温度为500～650℃，煅烧时间为2～6h，制得多级结构纳米锡酸锌空心球。

3.根据权利要求1所述的高性能锂离子二次电池负极材料多级结构纳米空心球的制备方法，其特征在于，所述的锌源选自草酸锌、乙酸锌、硝酸锌、氯化锌、碱式碳酸锌、磷酸二氢锌、氧化锌、硫酸锌之一或组合。

4.根据权利要求1所述的高性能锂离子二次电池负极材料多级结构纳米空心球的制备方法，其特征在于，所述的锡源选自二氧化锡、氧化亚锡、四水锡酸钠、三水锡酸钠、氯化亚锡、四氯化锡、硝酸亚锡、硫酸亚锡之一或组合。

5.根据权利要求1所述的高性能锂离子二次电池负极材料多级结构纳米空心球的制备方法，其特征在于，所述的步骤(3)中的碱溶液选自氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸氢钠、水合肼、氨水之一或组合。

6.根据权利要求1所述的高性能锂离子二次电池负极材料多级结构纳米空心球的制备方法，其特征在于，步骤(3)中反应釜的反应温度为180℃，反应时间24小时。

7.根据权利要求1所述的高性能锂离子二次电池负极材料多级结构纳米空心球的制备方法，其特征在于，步骤(4)中最佳煅烧温度为600℃，煅烧时间为6h。

8.权利要求1所述的高性能锂离子二次电池负极材料多级结构纳米空心球的制备方法，包括步骤如下：

(1)将1～4m mol的锌源和0.25g～1.0g的聚丙烯酸(PAA)，加入到20～30mL蒸馏水中，搅拌20～30min，制得混合溶液；

(2)将1.5～2.0m mol的锡源加入5～15mL蒸馏水中，制得锡源水溶液，将锡源水溶液滴加至步骤(1)的混合溶液中，搅拌20～30min，制得ZnSn(OH)₆混浊液；

(3)在ZnSn(OH)₆混浊液中，滴加碱溶液2～10mL，搅拌20～30min后，转移至60～100ml的反应釜中，将反应釜放入烘箱中，在160～180℃条件下加热20～24小时后自然冷却到室温，离心处理后60～80℃条件下真空条件下烘干，制得多级空心球结构的ZnSn(OH)₆化合物；

(4)取步骤(3)制得的多级结构纳米羟基锡酸锌空心球置于瓷舟中，将瓷舟放入坩埚炉中，于空气氛围下煅烧，坩埚炉的升温速率为2～10℃/min，煅烧温度为500～650℃，煅烧时间为2～6h，制得多级结构纳米锡酸锌空心球。

9.根据权利要求8所述的高性能锂离子二次电池负极材料多级结构纳米空心球的制备方法，其特征在于，所述的碱溶液选自氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠或碳酸氢钠，用量为6-24m mol；所述的碱溶液选自水合肼或氨水，所述水合肼的质量分数50wt％，氨水的质量分数为25-28wt％，用量为6～8ml。

10.根据权利要求8所述的高性能锂离子二次电池负极材料多级结构纳米空心球的制备方法，其特征在于，步骤(1)中聚丙烯酸的用量为0.75g。