[发明专利]一种纳米锡氧化物电池的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及现代电子电池制造工艺，具体涉及一种纳米锡氧化物电池的制备方法。

背景技术

由于锂离子二次电池具有较高的能量密度和工作电压，较低的自放电率，较宽的使用温度范围，因此近年来，绿色环保、安全性能好的锂离子电池得到了飞速发展，已成为手机、数码相机和笔记本电脑等便携式电子产品的主力电源。锂离子电池的负极大多为石墨等各种碳材料，其理论比容量为372mAh／g，具有良好的充放电电压平台。但石墨负极的缺点也比较明显，如与溶剂的相容性差，大电流充放电性能差，首次放电时会发生溶剂分子的共嵌入，导致石墨层发生剥落现象等。由于锡基负极材料的最高理论比容量可达到782mAh／g，在充放电过程中嵌锂电位较低，不存在溶剂共嵌入问题，安全性能好，同时具有更高的体积比能量与质量比能量，因此锡的氧化物、锡基复合氧化物及锡基合金等材料受到越来越多的关注。锡氧化物SnO_X虽具有很高的可逆嵌锂容量，但首次不可逆容量较高，且在锂离子嵌入与脱嵌的过程中材料本身的体积变化巨大，容易产生粉化问题，导致材料崩塌失效，从而造成材料的比容量衰减快，表现出较差的循环性能。这些问题都严重制约了SnO_X作为锂离子电池负极材料的可用性。

发明内容

本发明旨在提出一种纳米锡氧化物电池的制备方法。

本发明的技术方案在于：

一种纳米锡氧化物电池的制备方法包括以下步骤：

步骤1：制备SnO_X纳米粒子：

称取12g草酸亚锡于瓷烧舟中，在管式炉里874K煅烧4 h，升温速率为1K／min，自然冷却至室温，得到SnO_X纳米粒子；

步骤2：负极片的制备：

将所制得的SnO_X材料、Super P与PVDF在1-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)溶剂中混合得到均匀的浆料，将浆料涂布于铜箔上，在120℃下真空干燥12 h，之后将干燥后的电极片切片、得到直径为14 mm的电极片，并在压片机上以10MPa的压力均匀压片，并经120℃充分的真空干燥；

步骤3：电池的组装：

在氩气氛围的手套箱中，以干燥后的电极片做为活性电极、金属锂片作为对电极，并以玻璃纤维滤纸作为吸液膜、PP膜作为隔膜、1mol／L LiPF₆／(EC+DEC)为电解液组装CR2016扣式电池。

优选地，所述的SnO_X材料、Super P与PVDF在溶剂中的混合质量比为8:1：1。

优选地，所述的作为对电极的金属锂片的直径为15mm。

或者优选地，所述的PP膜采用Celgard 2400隔膜，直径为16mm。

或者优选地，所述的电解液的质量比为1:1。

本发明的技术效果在于：

本发明采用高温分解法，一步合成了锡氧化物SnO_X方法简单易行。样品为分散均匀的球形颗粒结构，颗粒尺寸为50nm左右。其具有较高的首次放电比容量，SnO_X的可逆比容量达到1095mAh／g，SnO_X的放电容量及循环寿命性能都要优于SnO₂材料。

具体实施方式

一种纳米锡氧化物电池的制备方法包括以下步骤：

步骤1：制备SnO_X纳米粒子：

称取12g草酸亚锡于瓷烧舟中，在管式炉里874K煅烧4 h，升温速率为1K／min，自然冷却至室温，得到SnO_X纳米粒子；

步骤2：负极片的制备：

将所制得的SnO_X材料、Super P与PVDF在1-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)溶剂中混合得到均匀的浆料，将浆料涂布于铜箔上，在120℃下真空干燥12 h，之后将干燥后的电极片切片、得到直径为14 mm的电极片，并在压片机上以10MPa的压力均匀压片，并经120℃充分的真空干燥；

步骤3：电池的组装：

在氩气氛围的手套箱中，以干燥后的电极片做为活性电极、金属锂片作为对电极，并以玻璃纤维滤纸作为吸液膜、PP膜作为隔膜、1mol／L LiPF₆／(EC+DEC)为电解液组装CR2016扣式电池；

其中，SnO_X材料、Super P与PVDF在溶剂中的混合质量比为8:1：1。作为对电极的金属锂片的直径为15mm。PP膜采用Celgard 2400隔膜，直径为16mm。电解液的质量比为1:1。