[发明专利]一种二氧化锡/碳负极材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，具体涉及一种二氧化锡/碳负极材料的制备方法。

背景技术

电极材料是锂离子电池的关键。目前，商业化的锂离子电池负极材料主要是石墨， 石墨成本低，来源广泛，适于商品化，但是石墨嵌锂后会形成SEI膜，造成初始容量的不可逆损失，使其容量较低，理论容量仅为 372 mAh/g，在需要 高能量输出的领域的应用受到限制。而且碳负极的电位与金属锂的电位非常接近，碳负极表面易析出金属锂形成锂枝晶造成电池短路，存在一定的安全隐患。金属氧化物如Fe₂O₃， SnO₂ 等作为锂离子电池负极材料具有很高的比容量。 其中 SnO₂ 比容量高达 782 mAh/g，但 SnO₂ 作为电极材料在充放电过程 中体积变化高达 200 ～ 300%，这会引起电极的粉化，导致活性物质与集流体的断路。 因此，大多数 SnO₂ 电极都存在容量衰减迅速的问题，这也限制了金属氧化物作为锂离子电池负极材料的发展和实际应用。 因此，科研工作者们对此进行了深入的研究，包括对材料进行包覆、掺杂改性，制备成复合或纳米材料等，通过这些方法来提高电极材料的性能，特别是金属氧化物与炭材料进行纳米尺度的复合，制备出新型的纳米结构已经成为目前研究的热点。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，提供一种二氧化锡/碳负极材料的制备方法。

实现本发明目的的技术方案为：

一种二氧化锡/碳负极材料的制备方法，包括如下步骤：

（1）按五水合四氯化锡：柠檬酸：葡萄糖或蔗糖为2：0.5：0.5～1的质量比称量，将柠檬酸和葡萄糖加入30-50毫升去离子水中，搅拌至澄清，形成溶液A；

（2）将五水合四氯化锡加入50毫升的去离子水中，搅拌形成氯化锡溶液B；

（3）在搅拌条件下，往氯化锡溶液B中缓慢滴入溶液A，继续搅拌使溶液形成均匀的悬浊液，放入烘箱中加热至120℃，保温6小时，得到沉淀物；

（4）用乙醇和去离子水对沉淀物进行离心分离、清洗、干燥，再在氩气保护下煅烧，即得到二氧化锡/碳负极材料。

所述煅烧的温度为 300 至 500℃，煅烧时间为3至5小时。

本发明的优点为：本发明制备工艺简单，未引入强酸强碱或其他有毒物质，采用了绿色合成的路线，所制备的二氧化锡/碳负极材料循环性能良好，比容量高。

具体实施方式

实施例1

（1）将0.5克柠檬酸和1克葡萄糖加入50毫升去离子水中，搅拌至澄清，形成溶液A；

（2）将2克五水合四氯化锡加入50毫升的去离子水中，搅拌形成氯化锡溶液B；

（3）在搅拌条件下，往氯化锡溶液B中缓慢滴入溶液A，继续搅拌使溶液形成均匀的悬浊液，放入烘箱中加热至120℃，保温6小时，得到沉淀物；

（4）用乙醇和去离子水对沉淀物进行离心分离、清洗三次后在 60℃ 下干燥，再在氩气保护下300℃煅烧5小时后即得到二氧化锡/碳负极材料。

实施例2

（1）将0.5克柠檬酸和0.5克蔗糖加入30毫升去离子水中，搅拌至澄清，形成溶液A；

（2）将2克五水合四氯化锡加入50毫升的去离子水中，搅拌形成氯化锡溶液B；

（3）在搅拌条件下，往氯化锡溶液B中缓慢滴入溶液A，继续搅拌使溶液形成均匀的悬浊液，放入烘箱中加热至120℃，保温6小时，得到沉淀物；

（4）用乙醇和去离子水对沉淀物进行离心分离、清洗三次后在 60℃ 下干燥，再在氩气保护下500℃煅烧3小时后，即得到二氧化锡/碳负极材料。