[发明专利]一种碳包覆偏锡酸锌中空微米立方体复合材料的制备方法和应用

说明书

一种碳包覆偏锡酸锌中空微米立方体复合材料的制备方法和应用，它涉及一种复合材料的制备方法。本发明的目的是要解决现有ZnSnO3的比容量低和倍率性能差的问题。方法：一、配制溶液；二、制备反应液；三、制备空心ZnSn(OH)6白色粉末；四、制备中空ZnSnO3微米立方体；五、水热反应；六、煅烧，得到碳包覆偏锡酸锌中空微米立方体复合材料。一种碳包覆偏锡酸锌中空微米立方体复合材料作为制备锂离子电池负极材料或作为钠离子电池负极材料应用。本发明可获得一种碳包覆偏锡酸锌中空微米立方体复合材料。

技术领域

本发明涉及一种复合材料的制备方法。

背景技术

可充电锂离子电池由于具有大容量、长寿命和环境友好等优点被广泛应用于便携式电子设备，虽然研究者们对可充电电池在储能领域的研究数不胜数，但是为了满足大的市场需求，需要开发比容量更高(>600mAh·g-1)，容量发挥稳定，优异倍率性能的负极材料。

二元过渡金属氧化物偏锡酸锌(ZnSnO3)由于其具有高的理论比容量(1317mAh·g-1)和储量丰富的优点被认为是最具潜力在未来应用于高能量密度或动力型锂离子电池的电极材料。然而ZnSnO3也存在其本质缺陷，目前仍无法得到可实际应用的以二元过渡金属氧化物为负极的锂离子电池。主要原因有：(1)、ZnSnO3在Li的反复嵌入和脱出过程中会发生体积膨胀，最终导致粉化而使其与集流体失去电接触。(2)、ZnSnO3的导电性较差，电子或离子电导率低，反应可逆性降低过快。

发明内容

本发明的目的是要解决现有ZnSnO3的比容量低和倍率性能差的问题，而提供一种碳包覆偏锡酸锌中空微米立方体复合材料的制备方法和应用。

一种碳包覆偏锡酸锌中空微米立方体复合材料的制备方法，具体是按以下步骤完成的：

一、配制溶液：

①、将氯化锌与柠檬酸溶解到去离子水中，得到氯化锌和柠檬酸的混合液；

步骤一①中所述的氯化锌的质量与去离子水的体积比为(0.1g～0.5g):20mL；

步骤一①中所述的柠檬酸的质量与去离子水的体积比为(0.2g～0.5g):20mL；

②、将四氯化锡溶解到无水乙醇中，得到四氯化锡溶液；

步骤一②中所述的四氯化锡的质量与无水乙醇的体积比为(0.5g～0.9g):10mL；

③、将NaOH溶解到去离子水中，得到NaOH溶液；

步骤一③中所述的NaOH的质量与去离子水的体积比为(1g～4g):40mL；

二、在搅拌速度为1000r/min～1500r/min的条件下将氯化锌和柠檬酸的混合液与四氯化锡溶液混合，再加入NaOH和去离子水，再在搅拌速度为1500r/min～2000r/min下搅拌反应20min～40min，再加入NaOH溶液，再在搅拌速度为1500r/min～2000r/min下搅拌反应0.5h～2h，得到反应液；

步骤二中所述的氯化锌和柠檬酸的混合液与四氯化锡溶液的体积比为(15～25):(5～15)；

步骤二中所述的NaOH的质量与四氯化锡溶液的体积比为(0.7g～1g):10mL；

步骤二中所述的去离子水与四氯化锡溶液的体积比为(40～60):10mL；