[发明专利]氧化亚锡/石墨烯异质结复合材料及其制备方法、应用和以其为宿主的金属锂负极

权利要求书

1.一种锂金属-异质结复合电极，其特征在于，通过以下方法制备得到：

（1）将SnCl₂•2H₂O溶解于去离子水中，同时添加聚乙烯吡咯烷酮，形成混合溶液，向所得溶液中滴加NaOH溶液，生成白色Sn₆O₄(OH)₄悬浮液，然后过滤，超声处理得到褐色沉淀物，经离心、洗涤、干燥后得到SnO，将所得SnO重新分散在去离子水中，得到SnO悬浮液；

（2）将石墨烯分散液滴入聚二烯丙基二甲基氯化铵水溶液中，过滤，得到聚二烯丙基二甲基氯化铵修饰的石墨烯纳米片，将所得聚二烯丙基二甲基氯化铵修饰的石墨烯纳米片重新分散于去离子水中，得到悬浮液；

（3）将SnO悬浮液滴入聚二烯丙基二甲基氯化铵修饰的石墨烯悬浮液中，搅拌8~12h后，过滤、洗涤、干燥，得到氧化亚锡/石墨烯异质结复合材料；

所述氧化亚锡/石墨烯异质结复合材料由氧化亚锡与石墨烯复合而成，其中氧化亚锡与与石墨烯的质量比为 (1~5):1，且氧化亚锡片与石墨烯片层层堆叠；

（4）将氧化亚锡/石墨烯异质结复合材料制成极片，然后装配成扣式电池进行金属锂的沉积，得到以氧化亚锡/石墨烯异质结为宿主的锂金属-异质结复合电极。

2.权利要求1所述锂金属-异质结复合电极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将SnCl₂•2H₂O溶解于去离子水中，同时添加聚乙烯吡咯烷酮，形成混合溶液，向所得溶液中滴加NaOH溶液，生成白色Sn₆O₄(OH)₄悬浮液，然后过滤，超声处理得到褐色沉淀物，经离心、洗涤、干燥后得到SnO，将所得SnO重新分散在去离子水中，得到SnO悬浮液；

（2）将石墨烯分散液滴入聚二烯丙基二甲基氯化铵水溶液中，过滤，得到聚二烯丙基二甲基氯化铵修饰的石墨烯纳米片，将所得聚二烯丙基二甲基氯化铵修饰的石墨烯纳米片重新分散于去离子水中，得到悬浮液；

（3）将SnO悬浮液滴入聚二烯丙基二甲基氯化铵修饰的石墨烯悬浮液中，搅拌8~12h后，过滤、洗涤、干燥，得到氧化亚锡/石墨烯异质结复合材料；

（4）将氧化亚锡/石墨烯异质结复合材料制成极片，然后装配成扣式电池进行金属锂的沉积，得到以氧化亚锡/石墨烯异质结为宿主的锂金属-异质结复合电极。

3.根据权利要求2所述方法，其特征在于，步骤（1）中所述混合溶液中，SnCl₂•2H₂O与聚乙烯吡咯烷酮的质量比为1：（1~8）；NaOH与SnCl₂•2H₂O的质量比为1：（1.5~2）；步骤（2）中石墨烯与聚二烯丙基二甲基氯化铵的质量比为（1~2）:（2~4）。

4. 根据权利要求2所述方法，其特征在于，步骤（3）中所述的SnO悬浮液和聚二烯丙基二甲基氯化铵修饰的石墨烯悬浮液的用量比例满足使所得氧化亚锡/石墨烯异质结中氧化亚锡与与石墨烯的质量比为 (1~5):1。

5.根据权利要求2所述方法，其特征在于，步骤（4）中所述金属锂沉积所用的电流密度大小为0.1~10mA/cm²，金属锂沉积容量为1~3mAh/cm²。

6.权利要求1所述锂金属-异质结复合电极在锂金属电池方面的应用。