[发明专利]一种锂离子电池负极用SnO/CNTs电极材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种锂离子电池负极用SnO复合材料的制备，具体涉及一种锂离子电池负极 用SnO/CNTs电极材料的制备方法。

背景技术

目前，锂离子电池由于高的能量密度、长循环寿命、环境友好性成为电动汽车和便携式 电子设备如手机、数码相机和笔记本电脑的主要储能装置，其研究和开发应用成为备受关注 的焦点。由于负极活性材料是锂离子电池最重要的组成部分之一，因此，研发高性能的负极 材料成为锂离子电池发展的关键所在。锂离子电池负极材料主要包括碳基负极材料、钛基负 极材料和合金类负极材料，在对负极材料的研究中，发现SnO₂较高的储锂容量，远远大于石 墨和钛基负极材料的理论容量，引起了电池材料界的广泛关注。

然而，SnO₂作为锂离子电池负极材料在充放电过程中具有很大的体积效应，导致材料的 粉化脱落，并且氧化锡的导电性较差，这使得这类材料的循环稳定性和倍率性能难以有较大 程度的提升。最近的研究发现，氧化亚锡负极材料相比于氧化锡而言其电化学性能方面表现 更好(Electrochemicalpropertiesoftinoxideanodesforsodium-ionbatteries.JournalofPower Sources.2015；284:287-295)，因为氧化亚锡的低极化性使其具有较好的导电性，这有利于电 子在锂离子脱嵌过程中的快速传输。但是氧化亚锡负极与氧化锡负极材料类似，在脱嵌锂的 过程中发生较大的体积膨胀，使这类材料的循环稳定性难以提升。

当前与碳复合是最常见的一种提高锡基氧化物负极循环稳定性的方法。常用的碳材料有多壁碳纳米管、石墨烯等。碳纳米管具有一维管状结构、高导电性、高比表面等优点成为复合的理想碳源。例如Hilal等采用溶胶凝胶法制备了SnO₂MWCNT巴基纸复合材料作为锂离子电池负极材料，100次循环之后容量可以保持在400mAhg^-1(Sol–gelpreparationandelectrochemicalcharacterizationofSnO₂/MWCNTsanodematerialsforLi-ionbatteries.AppliedSurfaceScience.2013；275:160-167)。Xiao-BingXu等采用化学沉积-煅烧法制备了SnO₂/MWCNT纳米复合材料，在78.2mAg^-1的电流密度下，30圈循环之后容量保持率为65％(Synthesisandoptimizationoftindioxide/functionalizedmulti-walledcarbonnanotubecompositesasanodeinlithium-ionbattery.MaterialsChemistryandPhysics.2015；153:155-160)。QinghuaTian等制备了具有管中管结构的CNTSnO2C复合材料，在高电流密度下(200mAg^-1)350次循环之后可逆容量为702.5mAhg^-1(FabricationofCNTvoidSnO2Cwithtube-in-tubenanostructureashigh-performanceanodeforlithium-ionbatteries.JournalofPowerSources.2015；291:173-180)。很显然与碳纳米管的复合显著的提升了锡基氧化物的嵌锂性能，但是以多壁碳纳米管作为碳源，提升氧化亚锡的电化学性能几乎没有被报道。因此开发一种SnO/CNTs复合材料作为锂离子电池负极材料的制备方法具有非常重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种锂离子电池负极用SnO/CNTs电极材料的制备方法，该方法 所制备的SnO/CNTs粉体为纯相的SnO与CNTs分散均匀的复合材料，作为锂离子电池负极 材料具有较高的容量和较好的循环稳定性。

为达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种锂离子电池负极用SnO/CNTs电极材料的制备方法，按质量比(0.5～2.0):(0.1～1)， 将草酸亚锡和多壁碳纳米管混合均匀，得到混合粉末；将混合粉末在400～600℃保温0.5h～ 6h，反应结束后洗涤、干燥，得到锂离子电池负极用SnO/CNTs电极材料。