[发明专利]一种用于钠离子电池的多孔立方ZnSnO3@石墨烯负极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种钠离子电池用石墨烯包覆ZnSnO₃复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将锌盐与锡盐分别溶解在溶液中，将两种溶液混合，在10～80℃下磁力搅拌6～24h后，离心干燥，将干燥后的产物在400～650℃空气气氛下煅烧2～4h，得到多孔立方体状的ZnSnO₃；

(2)将(1)步骤制得的ZnSnO₃超声分散在溶液中，加入表面处理剂在10～50℃下磁力搅拌后，与预分散的氧化石墨烯水溶液混合继续磁力搅拌2～8h，搅拌结束后离心干燥，在惰性气氛下温度为400～650℃条件下热处理2～4h得到石墨烯包覆ZnSnO₃的ZnSnO₃rGO复合材料；所述的表面处理剂为十六烷基三甲基溴化铵、3-氨丙基三乙氧基硅烷、3-氨丙基三甲氧基硅烷中的一种。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中在20～60℃下磁力搅拌8～12h。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的锌盐为六水合硝酸锌、无水氯化锌、七水硫酸锌中的一种或几种；所述的锡盐为五水四氯化锡、三水合锡酸钠、三水合锡酸钾中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的ZnSnO₃rGO复合材料的制备方法，其特征在于，所述的锌盐与锡盐的溶解溶液为去离子水、乙醇、二甲基甲酰胺中的一种或几种；所述锌盐与锡盐的摩尔量相等，其中两者溶液浓度分别为50～500mmol/L。

5.根据权利要求1所述的ZnSnO₃rGO复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中在空气中煅烧，及步骤(2)中热处理的升温速率为2～10℃/min。

6.根据权利要求1所述的ZnSnO₃rGO复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中ZnSnO₃分散溶液为去离子水、无水乙醇、二甲基甲酰胺中的一种或几种，ZnSnO₃浓度为2～5mg/ml；氧化石墨烯水溶液浓度为0.5～3mg/ml。

7.根据权利要求1所述的ZnSnO₃rGO复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中十六烷基三甲基溴化铵的添加量为5～10mg/ml，氨丙基三乙氧基硅烷和/或3-氨丙基三甲氧基硅烷为1～3ml/100ml。

8.根据权利要求1所述的ZnSnO₃rGO复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)和(2)中的煅烧和热处理温度为500～600℃。

9.根据权利要求1所述的ZnSnO₃rGO复合材料，其特征在于ZnSnO₃被石墨烯均匀包覆，石墨烯含量为复合材料的10～30wt％。

10.权利要求1～9任一项所述的制备方法所制得的ZnSnO₃rGO复合材料，其特征在于，其中ZnSnO₃为多孔立方体结构，尺寸为50～100nm。