[发明专利]石墨烯包覆核壳氧化亚锡@氧化锡材料的制备方法及产品和应用

说明书

本发明提供一种石墨烯包覆核壳氧化亚锡@氧化锡材料的制备方法及其产品和应用，氧化石墨烯和可溶性锡盐溶于去离子水中，向上述溶液中加入强碱，磁力搅拌；将弱还原剂加入上述悬浮液中，磁力搅拌离心洗涤得产物；将产物分散在双氧水中，磁力搅拌离心干燥得最终产物。该结构具有较大的比表面积和较好的导电性，能够阻止电解液对材料的腐蚀发生副反应，进而可以提高材料的电化学性能。在1C倍率条件下，首次放电比容量约为223 mAh/g；经过50次循环后放电比容量为180 mAh/g。解决了在锂离子电池循环过程中比容量衰减相对较快电化学性能相对较差的问题。并且制备方法简单，工艺条件容易实现，能量消耗低，且制备无污染。

技术领域

本发明涉及一种锂离子电池负极材料的技术领域，具体为一种石墨烯包覆核壳氧化亚锡@氧化锡材料的制备方法及其产品和应用。

背景技术

随着社会的发展，锂离子电池备受关注。锂离子电池是目前世界上最为理想的可充电电池，它不仅具有能量密度大、循环寿命长、无记忆效应及污染小等优点。随着技术的进步，锂离子电池将广泛应用于电动汽车、航空航天及生物医药等领域，因此，研究与开发动力用锂离子电池及相关材料具有重大的意义。对于动力用锂离子电池而言，其关键是提高功率密度和能量密度，而功率密度和能量密度提高的根本是电极材料，特别是负极材料的改善。

自上世纪90年代初，日本的科技工作者开发出了层状结构的碳材料，碳材料是最早为人们所研究并应用于锂离子电池商品化的材料，至今仍是大家关注和研究的重点之一，但是碳负极材料存在一些缺陷：电池化成时，与电解液反应形成SEI膜，导致电解液的消耗和较低的首次库伦效率；电池过充时，可能会在碳电极表面析出金属锂，形成锂枝晶造成短路，导致温度升高，电池爆炸；另外，锂离子在碳材料中的扩散系数较小，导致电池不能实现大电流充放电，从而限制了锂离子电池的应用范围。

石墨烯包覆核壳氧化亚锡@氧化锡材料作为锂离子电池负极材料，通过石墨烯的包覆和核壳结构，具有较高的Li+储存容量。该材料被认为是一种具有前途的锂离子电池负极材料。

本发明提供一种石墨烯包覆核壳氧化亚锡@氧化锡材料的制备方法，石墨烯能够提高材料的导电性以及核壳结构的氧化亚锡@氧化锡材料具有较大的比表面积和电导率，进一步有利于提高材料的电化学性能。该制备工艺相对简单，易操作。

本发明提供一种石墨烯包覆核壳氧化亚锡@氧化锡材料的制备方法。该结构具有较大的比表面积和较好的导电性，能够阻止电解液对材料的腐蚀发生副反应，进而可以提高材料的电化学性能。解决了在锂离子电池循环过程中比容量衰减相对较快电化学性能相对较差的问题。并且制备方法简单，工艺条件容易实现，能量消耗低，且制备无污染。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明目的在于提供一种石墨烯包覆核壳氧化亚锡@氧化锡材料的制备方法。

本发明的再一目的在于：提供上述方法制备的石墨烯包覆核壳氧化亚锡@氧化锡材料产品。

本发明的又一目的在于：提供上述产品的应用。

本发明目的通过下述方案实现，一种石墨烯包覆核壳氧化亚锡@氧化锡材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤，

第一步：将40 mg氧化石墨烯和2 mmol可溶性锡盐溶于100 mL去离子水中超声分散30～60 min，标记为悬浮液A；

第二步：向上述溶液A中加入4～6 M强碱，磁力搅拌至均匀10～30 min，标记为悬浮液B；

第三步：将1 g弱还原剂加入上述悬浮液中，磁力搅拌30～60 min后进行离心，并用去离子水和乙醇洗涤数次，得产物C；

第四步：将产物C分散在100 mL质量分数为15%的双氧水中，磁力搅拌6～10 h，然后进行离心并且在60～80℃干燥0.5～2 h，得最终产物。

所述的锡盐是氯化锡、醋酸锡或柠檬酸锡中的一种或其组合。