[发明专利]一种多孔碳/二氧化锡复合锂离子电池负极材料的制备方法

说明书

本发明涉及一种多孔碳/二氧化锡复合锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于，先将多孔碳与无水二氯化锡混合后真空封装，再加热制得多孔碳/二氯化锡复合材料，随后，在空气氛围下焙烧，即得到目的产物。与现有技术相比，本发明所制得的复合材料用作锂离子电池负极时具有较高的比容量和优良的倍率性能，且整个方法简单有效，易操作，便于大规模批量生产，适于在工业生产中应用。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，涉及一种多孔碳/二氧化锡复合锂离子电池负极材料的制备方法。

背景技术

随便携式电子设备及新能源汽车的不断发展，对电池的要求也越来越高。而与其它电池相比，锂离子电池因具有质量及体积比能量高、工作电压高、无记忆效应、寿命长、安全无污染等优点而受到广泛应用。目前，商业化锂离子电池的负极材料主要为碳基材料。但碳基材料的理论比容量仅372mAh/g且倍率性能较差，已不能满足人们日益增长的需求。二氧化锡作为一种重要的锂离子电池负极材料，因具有较高的理论比容量(782mAh/g)以及较高的电子迁移率，从而被认为是碳材料的代替者之一。但是，二氧化锡在嵌脱锂过程中伴随着严重的体积效应，导致二氧化锡电极材料的粉化，使其容量迅速降低。

研究结果表明通过二氧化锡纳米颗粒与多孔碳进行复合得到的多孔碳/二氧化锡复合的锂离子电池负极材料，可以有效抑制二氧化锡的体积膨胀、延长电池的寿命、提高电池的循环性能。然而，该材料制备工艺复杂、条件苛刻，性能达不到人们的需求，因此急需一种简单有效的方法解决此问题。

中国专利201710963864.7公开了一种二氧化锡/多孔碳复合锂电池负极材料及制备方法，以蚕丝蛋白和高分子聚合物PAMAM为前驱体，将冷冻干燥处理后的丝素/PAMAM复合材料浸渍在硫酸亚锡水溶液充分吸附后，高温煅烧得到锂电池负极碳材料。此方法制出的电池负极材料虽然性能不错，但是其对材料和工艺条件要求较高，难以实现大规模生产应用。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种多孔碳/二氧化锡复合锂离子电池负极材料的制备方法，该方法操作方便，成本低廉，适用于大规模工业生产，而且作为锂离子电池负极材料时具有高容量和良好的循环性能。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种多孔碳/二氧化锡复合锂离子电池负极材料的制备方法，先将多孔碳与无水二氯化锡混合后真空封装，再加热制得多孔碳/二氯化锡复合材料，随后，在空气氛围下焙烧，即得到目的产物。

进一步的，多孔碳与无水二氯化锡的质量比为0.1-10:1。

进一步的，真空封装后加热的工艺条件为：在240～600℃下加热1～20小时。

更进一步的，真空封装后加热的工艺条件为：

在280℃下加热12h；

或在300℃下加热8h；

或在270℃下加热10h；

或在290℃下加热10h。

进一步的，空气气氛下焙烧的工艺条件为：在100～350℃下焙烧1～20小时。

更进一步的，空气气氛下焙烧的工艺条件为：

在230℃下焙烧4h；

或在空气气氛下200℃焙烧6h；

或在空气气氛下220℃焙烧8h。

进一步的，所述的多孔碳为具有不同孔结构的碳材料(如活性炭、碳纳米管、石墨烯、多孔导电炭黑等)及其改性产物，其改性产物为经过硝酸氧化、氢气还原、氨气处理或石墨烯负载后得到的产物。