[发明专利]一种水热煅烧法制备C/Sn/碳布负极材料的方法

说明书

一种水热煅烧法制备C/Sn/碳布负极材料的方法，1)对碳布进行预处理，将碳布裁剪，在水热电泳仪中阳极氧化处理碳布，使碳布表面增加活性位点，更易附着生长金属离子；2)将SnCl₂·2H₂O溶于去离子水中搅拌均匀得溶液A1，向溶液A1中加入蔗糖，然后超声处理得溶液A2；3)将混合液转移至聚四氟乙烯水热釜后将所述聚四氟乙烯水热釜置于均相反应器中反应，反应结束后自然冷却至室温，然后取出反应得到的碳布；4)将碳布放入烧杯中，用乙醇清洗，去离子水清洗，然后放入烘箱内干燥，自然冷却至室温，然后将碳布放入管式炉中，高温煅烧保温，自然冷却至室温，得到C/Sn/碳布负极材料。本发明具有可弯曲折叠，组装简单，无需集流体等优点。

技术领域

本发明属于自支撑柔性C/Sn/碳布负极材料技术领域，特别涉及一种水热煅烧法制备C/Sn/碳布负极材料的方法。

背景技术

锡基材料是一种具有极大潜力的电极材料而备受研究者的青睐。锡作为钠离子电池的负极材料研究比较少，其具有较高的理论容量，但循环稳定性较差，主要原因是其在充放电过程中存在着较大的体积膨胀问题。目前解决体积膨胀问题常用的解决方法一是加入碳材料做为基体来缓冲体系；二是将Sn颗粒纳米化，保证纳米颗粒充分分散，并且颗粒间留有足够空间。

据文献报道，碳材料作为基体，有利于电子的传输，可有效的提高复合材料作为钠离子电池负极材料的电化学性能。例如Xiaojia Li等人合理地设计了一种Sn/SnO₂/多孔碳结构钠离子电池负极复合材料，多孔碳可以降低Sn/SnO₂的体积膨胀，并且增强复合材料的导电性。同时Sn/SnO₂纳米复合材料还表现出增强的储钠性能。Si Te Li等人合成了蛋黄状的Sn@C复合结构。该结构是由被碳包覆的锡组成，在碳壳层和锡之间有额外的空隙。这种新型纳米结构在锂/钠离子电池中均表现出良好的电化学性能。

由此可见，通过与碳材料的复合可以提高电极材料的循环稳定性，但是目前所采用的碳材料主要是碳纳米管，石墨烯类的高成本原料，这极大地限制了大批量生产，因此开发一种低成本且具有高容量的负极材料非常具有科学意义。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种水热煅烧法制备C/Sn/碳布负极材料的方法，该方法制备的电极材料作为钠离子电池负极材料相比传统电极具有可弯曲折叠，组装简单，无需集流体等优点，同时由于活性物质占比大，其电化学性能也很优异，该制备方法简单，易于操作，并且成本低。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种水热煅烧法制备C/Sn/碳布负极材料的方法，包括以下步骤；

1)对碳布进行预处理，先将碳布裁剪成(1.5～5)×(1.5～5cm)的尺寸，在水热电泳仪中阳极氧化处理碳布2-5min，使碳布表面增加活性位点，更易附着生长金属离子；

2)将0.11～2.18g的SnCl₂·2H₂O溶于10～50mL去离子水中搅拌均匀得溶液A1，向溶液A1中加入0.23～1.52g蔗糖，然后超声处理得溶液A2，使蔗糖和Sn2+充分作用得到均匀的混合液；

3)将混合液转移至聚四氟乙烯水热釜后将所述聚四氟乙烯水热釜置于均相反应器中反应，反应结束后自然冷却至室温，然后取出反应得到的碳布；

4)将碳布放入烧杯中，用乙醇清洗2h，去离子水清洗2h，然后放入烘箱内干燥，自然冷却至室温，然后将碳布放入管式炉中，高温煅烧，保温，自然冷却至室温，得到C/Sn/碳布负极材料。

所述C/Sn/碳布负极材料在碳布上生长的为均匀的实心球结构。

所述超声处理采用的超声功率为50～100W，时间为5～20min。