[发明专利]用于锂离子电池负极的二氧化锡/碳@二氧化钛微米球复合材料及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种用于锂离子电池负极的二氧化锡/碳@二氧化钛(SnO₂/C@TiO₂)微米球复合材料及其制备方法与应用，所述方法包括以下步骤：通过油包水的方法制备SnO₂/PVA微米球，将所述SnO₂/PVA微米球与第二溶液反应得到SnO₂/PVA@TiO₂微米球，将所述SnO₂/PVA@TiO₂微米球进行氧化、碳化处理，得到所述SnO₂/C@TiO₂微米球复合材料；其中，所述第二溶液为含钛酸四丁酯、氨水的无水乙醇溶液。本发明的SnO₂/C@TiO₂微米球复合材料，外面包覆一层厚薄可控的TiO₂层，TiO₂纳米壳层为复合材料的整体结构提供了稳固的结构支撑、框架保护，内部的空隙为SnO₂充放电过程的体积变化提供充足空间，由PVA高分子裂解得到的碳，提高了复合材料的导电性，SnO₂/C@TiO₂微米球复合材料表现出良好的倍率性能，高的比容量密度和优异的循环稳定性。

技术领域

本发明涉及纳米材料技术领域，具体涉及一种用于锂离子电池负极的二氧化锡/碳@二氧化钛微米球复合材料及其制备方法与应用。

背景技术

SnO₂材料被广泛的认为是有潜力替代石墨负极材料，成为下一代锂离子电池负极材料的新型锂离子电池负极材料，较传统商业化锂离子电池负极材料石墨负极而言，SnO₂其具有更高的理论比容量，良好的安全性能，以及环境友好等优点，但SnO₂负极材料充放电过程中伴随着剧烈体积变化以及不稳定性，严重限制了其大规模的商业化应用。TiO₂材料作为锂离子电池负极材料时，充放电过程中具有良好的稳定性，体积几乎不发生变化，但其理论比容量低的特性限制了其商业化应用。将SnO₂材料和TiO₂材料相复合制备新型SnO₂@TiO₂复合材料，应用于锂离子电池是解决以上问题的有效途径。但是，现有技术方法制备的SnO₂@TiO₂复合材料，存在着复合材料导电性能差、循环性能相对不足的缺陷，亟待进一步改进。

发明内容

为此，本发明提供了一种用于锂离子电池负极的SnO₂/C@TiO₂微米球复合材料及其制备方法与应用。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明提供一种用于锂离子电池负极的二氧化锡/碳@二氧化钛(SnO₂/C@TiO₂)微米球复合材料的制备方法，所述方法包括以下步骤：

通过油包水的方法制备SnO₂/PVA微米球，将所述SnO₂/PVA微米球与第二溶液反应得到SnO₂/PVA@TiO₂微米球，对所述SnO₂/PVA@TiO₂微米球进行氧化、碳化处理，得到所述SnO₂/C@TiO₂微米球复合材料；

其中，所述第二溶液为含钛酸四丁酯、氨水的乙醇溶液。

具体的，将SnO₂/PVA微米球浸泡在第二溶液中，在30-80℃的温度环境中搅拌0.1-50h，得到SnO₂/PVA@TiO₂微米球，TiO₂层的薄厚可以通过浸泡时间的长短进行控制。

本发明的一个实施例中，所述第二溶液中，钛酸四丁酯的质量百分比为0.5-10％，氨水与钛酸四丁酯的质量比值为0.01-0.5。