[发明专利]一种铌酸锡纳米晶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纳米晶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。包括以下步骤：1)称取一定量的Nb₂O₅、SnCl₂·2H₂O和KOH，然后加入纯水，制成混合溶液；2)将混合溶液加热进行水热反应后冷却，经离心、洗涤、干燥处理，得到Sn₂Nb₂O₇纳米晶。将一定量的Sn₂Nb₂O₇纳米晶、羧甲基纤维素钠和乙炔黑混合研磨后，加水配制成均匀的浆料，均匀地涂布在铜片上，制成锂离子电池的负极。本发明公开的制备Sn₂Nb₂O₇的制备方法工艺简单，制备周期短，成本低廉。使用该方法制得的Sn₂Nb₂O₇纳米晶的结晶性好、纯度高，能够大量合成。使用该Sn₂Nb₂O₇纳米晶作为电池负极的锂离子电池，具有较高的比容量、良好的循环性能和倍率性能。

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)纳米晶及其制备方法和在制备锂电池中的应用。

背景技术

锂离子电池因具有高比容量、快速充放电、循环寿命长和环境污染小等优点，已经广泛应用于电子设备、电动车、混合电动车及国防工业等领域。电极材料是锂离子电池的重要组成部分，同时也是决定锂离子电池性能的关键因素。目前，商业锂离子电池负极材料主要是碳基材料。虽然碳负极材料成本较低，但在充放电循环过程中容易形成锂枝晶引起电池短路，安全性能差。与此同时还存在首次库伦效率低、高温时热失控等缺点，难以满足高性能锂离子电池的发展要求。因此，要实现锂离子电池综合性能的突破，至关重要的“瓶颈”是如何设计和发展新型电极材料。

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纳米晶及其制备方法和在制备锂电池中的应用，本发明提供的Sn₂Nb₂O₇纳米晶的制备方法工艺简单、制备周期短、成本低廉等优点；同时，制备的Sn₂Nb₂O₇纳米晶具有纯度高、结晶性好、性能优异等特点，可以大量合成；当该Sn₂Nb₂O₇纳米晶作为锂离子电池的负极材料时，制成的电池具有较高的比容量、良好的循环性能和倍率性能。

本发明是通过以下技术方案来实现：

本发明公开了一种Sn₂Nb₂O₇纳米晶的制备方法，包括以下步骤：

1)按照0.6g：(0.5-1.5)g：(0.7-1.3)g：(10-50)mL的料液比称/量取Nb₂O₅、SnCl₂·2H₂O、KOH和纯水，充分搅拌混合均匀，制成混合溶液；

2)将混合溶液于120-240℃水热反应12h-24h后，冷却，经离心、洗涤、干燥处理，得到Sn₂Nb₂O₇纳米晶。

步骤1)中，搅拌是磁力搅拌。

步骤2)中，冷却采用自然冷却至室温。

步骤2)中，洗涤采用去离子水和无水乙醇各洗涤数次。