[发明专利]一种SnO2

摘要

本发明提供了一种SnO2/碳/V2O5/石墨烯复合纳米材料作为电池负极材料的应用，其中所述复合纳米材料首先采用水热的合成方法分别得到SnO2/碳材料和V2O5/石墨烯复合材料，然后通过球磨的方法得到SnO2/碳/V2O5/石墨烯复合纳米材料，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；本发明复合纳米材料改善了电极材料的电子导电率，特别是首次可逆容量和倍率性能得到了显著提高，增强了电极材料在大倍率下的充放电性能，增大了电极材料的放电容量，降低了电池容量的衰减，提高了电池的抗过充性能，延长了电极材料的循环寿命，具有高的电化学贮锂容量、良好的稳定循环性能和较少的能量损失，应用前景广阔。

主权项

1.一种SnO₂/碳/V₂O₅/石墨烯复合纳米材料作为电池负极材料的应用，其特征在于，将SnO₂/碳/V₂O₅/石墨烯复合纳米材料用作锂离子电池负极材料，采用涂布法制备电极，将原料按质量比SnO₂/碳/V₂O₅/石墨烯复合纳米材料：乙炔黑：CMC=70：20：15的比例混合，以水为溶剂，制成负极浆料，涂在铜箔上，经充分干燥压片后切片得到直径为13mm的负极片；电池负极片用锂片，在惰性气体保护的手套箱中，以l.2mol/L的LiPF6/EC/DMC/DEC(1:1:1)为电解液，Celgerd2300为隔膜，组装成2320型扣式电池；测试仪器：充放电仪(Land)；Bruker D8‑X射线衍射仪；在蓝电测试仪上进行SnO₂/碳/V₂O₅/石墨烯复合纳米材料电池充放电性能测试，充放电条件：在0.02‑3.0电压范围内，电流密度为100mA/g时，SnO₂/碳/V₂O₅/石墨烯复合纳米材料初始放电容量分别为1374和1225mAh/g，经50圈循环后可分别稳定在930和788mAh/g，在不同的电流密度下对材料进行倍率性能测试，SnO₂/碳/V₂O₅/石墨烯复合纳米材料均表现出了非常好的可逆性、稳定性和回复性；所述复合纳米材料的制备方法包括如下步骤：（1）SnO₂/碳复合材料的制备：首先，称取10g的SnCl₄·5H₂O加入到50ml的无水乙醇和水的混合溶剂中配制溶液A；然后往溶液A中加入碳源酚醛树脂，形成均一稳定的溶液备用，所述碳源的加入量为45g，然后将所形成的混合液加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190℃，时间为18小时；之后将产物洗涤、干燥，并于惰性气氛下，500℃焙烧为6小时，得SnO₂/碳材料；（2）V₂O₅/石墨烯复合材料的制备：取7g钒氧化物V₂0₅加入到35mL质量分数为4%的双氧水溶液中，搅拌至钒氧化物全部溶解生成红色的过氧钒酸溶液，之后加入5g的氧化石墨纳米片，室温下超声处理1.5h，然后将混合物转移到带有聚四氟乙烯内衬的反应釜中，115℃下水热反应10h，反应结束后，将产物进行离心分离、洗涤，90℃下烘干，最后在450℃下氮气气氛中焙烧4h，即得V₂O₅/石墨烯复合材料； （3）SnO₂/碳/V₂O₅/石墨烯复合纳米材料的制备：将步骤（1）制备的SnO₂/碳复合材料和步骤（2）V₂O₅/石墨烯复合材料加入到25mL无水乙醇中，室温下超声处理1.5h，之后加入粒径为5mm锆球，锆球与混合物重量比为1:5，球磨18小时，形成稳定悬浮液，然后将所得的稳定悬浮液过滤，获得过滤物，对所述过滤物洗涤、然后置于真空坏境下干燥，即得所述SnO₂/碳/V₂O₅/石墨烯复合纳米材料。