[发明专利]一种锂电池用纤维状多孔氧化锡负极材料及制备方法

摘要

本发明涉及锂电池材料领域，具体涉及一种用于锂电池的纤维状多孔氧化锡负极材料及制备方法。通过在锡中预先分散氯化钠晶粒，纺丝后形成的纳米线中氯化钠以晶粒形态分布，进一步通过二阶氧化，使锡纳米线转化为氧化锡纳米线，同时掺杂于锡的氯化钠晶粒熔融形成晶粒缺陷孔，孔缺陷被氧化，从而使得氧化锡纳米线布满均匀的贯通孔。这种具有贯通孔的纤维状氧化锡可嵌入更多地锂离子，提高电池的能量密度。并解决了在充放电循环过程中氧化锡体积膨胀收缩导致的粉化,使氧化锡的电容量损失大幅减低。

主权项

1.一种用于锂电池的纤维状多孔氧化锡负极材料，其特征是氧化锡为纳米级纤维状，其单个纤维上布满均匀的贯通孔，所述贯通孔是为晶粒缺陷孔；其具体制备步骤如下：（1）将粉末状的氯化钠与锡粉以质量比10：100‑300混合均匀，然后送入螺杆挤压机，设置螺杆挤出压机的温度为220‑230℃，通过螺杆的旋转剪切、分散使氯化钠研磨形成晶粒并 均匀分散于半熔融状态的锡中形成掺杂锡；（2）将步骤（1）得到的掺杂锡趁热送入高温高压均质机，设置温度为300‑350℃，高压气体为氮气，通过均质机高温高压，使掺杂锡形成喷射流进入高电压静电纺丝，得到径向为纳 米级别的纳米线；（3）将步骤（2）得到的纳米线送入二阶式流化床，设置第一阶流化床温度在150‑200℃之间，通过充足的空气使纳米线在完全悬浮状态下表面快速氧化，反应10‑30s，形成表面氧 化的纳米线；然后进入第二阶流化床，设置第二阶流化床温度在800‑810℃之间，通过充足的空气使纳米线在完全悬浮状态下快速氧化，在此条件下掺杂于锡的氯化钠晶粒熔融形成 晶粒缺陷孔，同时锡被氧化，从而使得氧化锡纳米线布满均匀的贯通孔；（4）将步骤（3）得到的物料用去离子水清洗，除去残余的氯化钠，烘干、细化，得到用于锂电池的纤维状多孔氧化锡负极材料。