[发明专利]一种锂离子电极复合纳米材料及其制备方法

摘要

本发明提供了一种锂离子电极复合纳米材料及其制备方法，首次采用一步水热法实现了SnO₂/碳/石墨烯复合纳米材料的可控合成，其制备方法简单可行，为多元纳米复合物的可控合成提供了一条新的途径，所述纳米材料呈颗粒状，粒径为40～110nm，孔径为20～100nm，孔容为0.8～1.6cm³/g，比表面积为240～360m²/g，振实密度为0.06～0.6g/mL，具有优良的表面特性。另外，本发明三元复合纳米材料结晶性能好，导电性好，安全性能好，将该复合纳米材料应用于锂离子电极材料使用时具有优异的性能，具有高的充放电容量、优异的大电流充放电性能、稳定的循环性能。

主权项

1.一种复合纳米材料，其特征在于，所述复合纳米材料的组成为：SnO₂/碳/石墨烯，所述纳米材料呈颗粒状，粒径为40～110nm，孔径为20～100nm，孔容为0.8～1.6cm³/g，比表面积为240～360m²/g，振实密度为0.06～0.6g/mL；其中，所述复合纳米材料采用一步水热的方法制得，所述制备方法包括如下步骤：首先，称取8～12g的SnCl₄·5H₂O加入到40～60mL的无水乙醇和水的混合溶剂中配制溶液A；然后往溶液A中加入15～25g碳源和5～10g的氧化石墨纳米片，并于室温下超声处理1～2h，形成均一稳定的混合液备用，然后将所形成的混合液倒入到反应釜中并向反应釜中加入一定量0.5mol/L的NaOH溶液，之后将反应釜置于均相反应器中进行热处理，所述热处理条件为：温度160～200℃，时间为12～24小时；之后将产物洗涤、干燥，并于惰性气氛下，400～500℃焙烧为4～12小时，得SnO₂/碳/石墨烯复合纳米材料；所述氧化石墨纳米片的制备方法为：在0℃冰浴下，将0.015～0.072g石墨粉分散到20～25mL浓硫酸中，搅拌下加入KMnO₄，所加KMnO₄的质量是石墨粉的3～4倍，搅拌30～60分钟，温度上升至30～35℃，加入40～50mL去离子水，搅拌20～30分钟，加入10～15mL质量浓度30％的H₂O₂，搅拌5～20分钟，经过离心分离，用质量浓度5％的HCl溶液、去离子水和丙酮反复洗涤后得到氧化石墨纳米片。