[发明专利]一种α-MnO2

说明书

本发明公开了一种α‑MnO₂@SnO₂纳米异质结复合材料的制备方法，首先将KMnO₄和浓盐酸通过水热法制得α‑MnO₂纳米管，再将α‑MnO₂纳米管和SnCl₄·5H₂O配比后通过水热法制得α‑MnO₂@SnO₂纳米异质结复合材料，制备方法简单，易操作，且制得的α‑MnO₂@SnO₂纳米异质结复合材料具有良好的锂离子电池循环性能。

技术领域

本发明涉及锂离子电池负极材料技术领域，具体是一种α-MnO₂@SnO₂纳米异质结复合材料的制备方法。

背景技术

锂离子电池的发展引起了研究者们的广泛关注，因为它们在流行的电子产品和纯电动汽车和固定的储能系统等主要的动力能源中对我们日常生活起到重要作用。最近几年，大量的研究工作集中在探索具有更高存储容量的新型锂离子负极材料。相比较容量只有372mAh g^-1的商业石墨，具有优异的理论容量的过渡金属氧化物如：SnO₂、Fe₂O₃、Co₃O₄和Mn_xO_y，被认为是能够代替石墨的负极材料。

在这些金属氧化物中，α-MnO₂具有较高的理论比容量(1232mAh g^-1)，低的放电平台(0.3～0.6V)，便宜和环境友好等优点，被认为是最具潜力的负极材料之一。但是，由于充放电过程中较大的体积变化导致较低的容量保持率这一缺陷限制了α-MnO₂在锂离子负极上应用。设计多样锰氧化物的纳米尺寸结构如中空结构、纳米管、纳米盒、纳米棒和纳米线等是作为缓解体积粉化和稳定结构的有效策略之一。

此外，主体材料和协同材料的整合使得在相邻纳米杂化材料中拥有多余的自由空间，以便可以保证电解液的有效渗入，还可以起到结构的稳定的作用，最终可以得到容量和循环性能的充分改善。尤其是具有不同金属氧化物的主干和分支的异质结构，分支可以提供较大的比表面积，主干提供有效的一维传输通道。SnO₂不仅能够明显改善杂化材料的物理和电化学性能，如带更高的可逆容量和电子传导性能。而且能够与锂离子反应生成单质Sn以获得更多的存储容量。但是，如何设计制备具有较大比表面积和特殊形貌的分级等次α-MnO₂@SnO₂异质结构还存在挑战。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种α-MnO₂@SnO₂纳米异质结复合材料的制备方法，采用两步水热法制得α-MnO₂@SnO₂纳米异质结复合材料，制备方法简单、易操作，且制得的α-MnO₂@SnO₂纳米异质结复合材料具有良好的锂离子电池循环性能。

本发明的技术方案为：

一种α-MnO₂@SnO₂纳米异质结复合材料的制备方法，具体包括有以下步骤：

(1)、α-MnO₂纳米管的制备：取KMnO₄和浓盐酸加入到去离子水中搅拌形成溶液，然后将溶液置于135-145℃下静置反应10-14h，反应结束后，将反应产物冷却至室温，再将反应产物置于55-65℃下干燥10-14h，最终经过研磨得到α-MnO₂纳米管；