[发明专利]一种纳米空心SnO2

说明书

本发明涉及锂离子电池技术领域，且公开了一种纳米空心SnO₂‑石墨烯锂离子电池负极材料，包括以下配方原料及组分：氨基化石墨烯气凝胶、氯化锌、四氯化锡、氢氧化钠。该一种纳米空心SnO₂‑石墨烯锂离子电池负极材料，氨基化氧化石墨烯气凝胶与Zn²⁺和Sn⁴⁺发生络合作用，通过氢氧化钠的刻蚀，使生成的空心状纳米ZnSn(OH)₆均匀生长在氧化石墨烯气凝胶的表面，在高温退火过程中制备得到纳米空心SnO₂修饰氧化石墨烯，纳米空心SnO₂均匀负载在氧化石墨烯的表面，暴露出大量的电化学活性位点，空心结构有利于锂离子的脱出和嵌入过程，减少了负极材料的体积膨胀的现象，石墨烯在纳米SnO₂界面之间形成三维导电网络，提高了负极材料的导电性能。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，具体为一种纳米空心SnO₂-石墨烯锂离子电池负极材料及其制法。

背景技术

锂离子电池具有能量密度高，环境友好等优点，广泛应用于手机、笔记本电脑等便携式电子产品中，可充电锂离子电池包括正极材料、负极材料、电解质溶液和隔膜等组成，正极和负极包括作为正极活性物质和负极活性物质，活性物质可以可逆地嵌入和脱嵌锂离子电极材料，嵌入和脱嵌锂离子可以通过氧化还原反应产生电能，随着消费类电子产品的快速发展，对锂离子电池能量密度提出了更高的要求，采用高容量的活性物质可以显著提高锂离子电池的点容量，是提高锂离子电池能量密度的有效方法。

目前的锂离子电池负极材料金属类负极材料、无机非金属类负极材料和过渡金属氧化物材料，其中锡基材料如SnO₂具有较高的理论容量、电压平台稳定、安全性良好、廉价易得等优点，是一种具有发展潜力的锂离子电池负极材料活性物质，但是SnO₂负极材料导电性能较差，不利于氧化还原反应过程中电子的传输，并且SnO₂负极材料在锂离子脱嵌过程中，很容易发生体积膨胀，大大影响了负极材料的实际电容量和电化学性能。

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种纳米空心SnO₂-石墨烯锂离子电池负极材料及其制法，解决g-C₃N₄的可见光吸收波段较窄的问题，同时解决了g-C₃N₄的光生电子和空穴很容易复合的问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种纳米空心SnO₂-石墨烯锂离子电池负极材料，包括以下原料及组分：氨基化石墨烯气凝胶、氯化锌、四氯化锡、氢氧化钠，质量比为0.5-4:10:20-22:60-90。

优选的，所述氨基化石墨烯气凝胶制备方法如下：

(1)向反应瓶中加入蒸馏水、氧化石墨烯和四乙烯五胺，置于超声分散仪中进行超声分散处理，将溶液倒入高压反应釜中，并置于反应釜加热箱中，加热至160-200℃，反应10-15h，将溶液过滤除去溶剂，固体产物使用蒸馏水和乙醇进行透析、洗涤、干燥和研磨过程，制备得到氨基化石墨烯气凝胶。

优选的，所述氧化石墨烯和四乙烯五胺的质量比为1:2-6。

优选的，所述超声分散仪包括超声器、超声器下方固定连接有超声探头、超声分散仪内部固定连接有加热圈、超声分散仪下方固定连接底座、底座内部设置有升降架、升降架活动链接有调节器、升降架上方固定连接有载物台、载物台上方设置有反应瓶。

优选的，所述纳米空心SnO₂-石墨烯锂离子电池负极材料制备方法如下：