[发明专利]一种铌酸锡纳米板及其制备方法和在制备锂电池中的应用

说明书

本发明公开了一种Sn₂Nb₂O₇纳米板及其制备方法和在制备锂电池中的应用，属于材料制备和锂离子电池材料技术领域。本发明通过一定量的Nb₂O₅、KOH和乙醇水溶液进行水热反应得到K₄Nb₆O₁₇；再通过K₄Nb₆O₁₇、SnCl₂·2H₂O、Na₃C₆H₅O₇·2H₂O和氢氧化钠水溶液进行水热反应，经冷却、离心、洗涤、干燥后，得到Sn₂Nb₂O₇纳米板。将一定量的Sn₂Nb₂O₇、羧甲基纤维素钠和乙炔黑混合研磨后，加入适量的水配置成均匀的浆料，均匀地涂布在铜片上，制成锂离子电池的工作电极。本发明公开的Sn₂Nb₂O₇的制备方法简单易操作、制备成本低、重复性好。使用该方法制得的Sn₂Nb₂O₇纳米板纯度高、结晶性好，适合大规模生产。使用该Sn₂Nb₂O₇纳米板作为工作电极的锂离子电池，具有较高的比容量、良好的倍率性能和循环性能。

技术领域

本发明属于材料制备和锂离子电池材料技术领域，具体涉及一种铌酸锡(Sn₂Nb₂O₇)纳米板及其制备方法和在制备锂电池中的应用。

背景技术

锂离子电池因其具有充电速度快，循环寿命长，能量密度高，安全无污染等优点，已广泛应用于各种便携式电子设备以及混合动力汽车等方面。随着科学技术的进步和人们生活水平的提高，对于锂离子电池的综合性能也有了更高的要求。目前，商业化锂离子电池的负极材料主要以碳材料为主，但是其较低的理论容量(372mAh g^-1)、安全性能欠佳等问题，无法满足新一代高比容量电池负极材料的要求。因此，寻找一种合适的化合物替代目前所用的碳材料，以提高锂离子电池的能量密度和安全性能是一个十分重要的课题。锡基材料具有较高的嵌锂容量，并且其自然界储量比较丰富、价格低廉，得到了研究者们的广泛关注，被认为是最有应用潜力的新型电极材料。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种Sn₂Nb₂O₇纳米板及其制备方法和在制备锂电池中的应用，本发明提供的Sn₂Nb₂O₇纳米板的制备方法，具有制备工艺简单易操作、合成成本低、重复性好等优点；同时，制备的Sn₂Nb₂O₇纳米板具有纯度高、性能优异等特点，适合大规模生产；该Sn₂Nb₂O₇纳米板作为锂离子电池的工作电极时，具有更高的比容量、良好的倍率性能以及循环性能。

本发明是通过以下技术方案来实现：

本发明公开了一种Sn₂Nb₂O₇纳米板的制备方法，包括以下步骤：

1)按照(0.4-0.7)g：0.84g：(30-50)mL的料液比称/量取Nb₂O₅、KOH和乙醇水溶液，充分搅拌混合均匀，制成混合溶液A；

2)将混合溶液A于200-250℃水热反应12h-24h，得到物质B；

3)将水热反应生成的物质B冷却；