[发明专利]一种组合物、制备方法及其在锂离子电池负极材料的应用

说明书

本发明属于离子电池技术领域，尤其涉及一种组合物、制备方法及其在锂离子电池负极材料的应用。本发明提供了一种组合物，包括：磷酸、十二烷基硫酸钠、氢氧化钾、氨基系减水剂、盐酸、二水合氯化亚锡以及聚乙烯亚胺。本发明还提供了一种上述组合物的制备方法，本发明提供了一种上述组合物或上述制备方法得到的产品在锂离子电池负极材料中的应用。本发明中，原料价格低廉、方便易得，在制备过程中反应缓和无危险，适合于大批量生产；进一步地，将制得的负极材料装配成电池进行充放电性能测试，测得0.1C首效为77％，0.5C可逆克容量为430mAh/g，循环600周容量几乎无衰减；解决了现有技术中，锡基氧化物电极材料存在着难以兼顾循环性能佳和工艺简单的技术缺陷。

技术领域

本发明属于离子电池技术领域，尤其涉及一种组合物、制备方法及其在锂离子电池负极材料的应用。

背景技术

锡基氧化物具有更高的储锂容量、热稳定性和更多样化的可调控微纳结构，SnO₂的理论质量比容量为1494mAh/g，体积比容量更是高达10220mAh/cm³，远高于现在应用的石墨负极。同时，锡基材料兼备加工性能好、导电性好、不与溶剂共嵌入等优势，被人们认为是有可能代替碳负极材料的候选者之一。

但是，伴随着Li的脱嵌，锡基负极材料存在巨大的体积变化，极易造成锡颗粒的粉化，引起活性材料从集流体脱落，导致锡基材料循环寿命较差。同时，当锡颗粒裸露于电解液中，在锡表面会形成不稳定的固体电解质界面膜(Solid Electrolyte Interphase，SEI膜)，降低了电极材料的循环性能。

针对锡基负极材料膨胀的问题，目前解决该问题的最有效方法是将纳米尺度SnO₂与石墨烯、多孔/介孔碳材料进行复合形成稳定的微纳结构，然而，上述微纳材料却存在着工艺复杂、不适合大规模生产的问题。

因此，研发出一种组合物、制备方法及其在锂离子电池负极材料的应用，用于解决现有技术中，锡基氧化物电极材料存在着难以兼顾循环性能佳和工艺简单的技术缺陷，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种组合物、制备方法及其在锂离子电池负极材料的应用，用于解决现有技术中，锡基氧化物电极材料存在着难以兼顾循环性能佳和工艺简单的技术缺陷。

本发明提供了一种组合物，所述组合物的原料包括：磷酸、十二烷基硫酸钠、氢氧化钾、氨基系减水剂、盐酸、二水合氯化亚锡以及聚乙烯亚胺。

优选地，以质量份计，所述组合物的原料包括：0.5～3份磷酸、0.2～2份十二烷基硫酸钠、0.5～3份氢氧化钾、0.1～2份氨基系减水剂、0.5～2份盐酸、0.5～3份二水合氯化亚锡以及0.5～3份聚乙烯亚胺。

本发明还提供了一种包括以上任意一项所述的组合物的制备方法，所述制备方法为：

步骤一、磷酸和十二烷基硫酸钠溶于第一溶剂中，得第一产物；

步骤二、氢氧化钾和氨基系减水剂溶于第二溶剂中，得第二产物；

步骤三、盐酸和二水合氯化亚锡溶于第三溶剂中，得第三产物；

步骤四、聚乙烯亚胺溶于第四溶剂中，得第四产物；

步骤五、所述第一产物和第二产物加入第三产物中，进行第一次反应后，加入第四产物进行第二次反应，得第五产物；

步骤六、所述第五产物经沉降、洗涤和干燥，得第六产物；

步骤七、所述第六产物经热处理，得产品。

优选地，步骤五中，所述第一产物的加料速度为0.5～2L/min，所述第二产物的加料速度为0.5～2L/min，所述第一次反应的反应时间为10～30min；