[发明专利]一种碳包覆二氧化锡超微粉体锂离子电池负极材料的制备方法

说明书

一、技术领域

本发明涉及一种电池负极材料的制备方法，具体地说是一种碳包覆二氧化锡超微粉体锂离子电池负极材料的制备方法。

二、背景技术

二氧化锡是一种重要的锂离子电池的负极材料。由于二氧化锡具有较高的理论容量（782mAh·g^-1），是商业化碳负极材料的理论容量（372mAh·g^-1）的2倍多，较之于其他氧化物半导体材料具有高电导率（～21.1Ω·cm）以及较高电子迁移率（～100-200cm²·V^-1·s^-1），在高性能锂离子电池特别是动力锂离子电池中具有很大的潜在应用价值。由于纳米二氧化锡的量子尺寸效应，大比表面积，高表面活性，纳米二氧化锡材料如二氧化锡纳米颗粒，二氧化锡纳米线，介孔二氧化锡纳米材料在气体传感器、催化剂、透明电极的能量转换和能量存储设备等诸多领域有广泛的应用前景。（1:Y.Idota,T.Kubota,A.Matsufuji,Y.Maekawa,T.Miyasaka,Science1997,276,1395-1397.2:M.-L.Lu,C.-W.Lai,H.-J.Pan,C.-T.Chen,P.-T.Chou,Y.-F.Chen,Nano Letters2013,13,1920-1927.3:J.Y.Huang,L.Zhong,C.M.Wang,J.P.Sullivan,W.Xu,L.Q.Zhang,S.X.Mao,N.S.Hudak,X.H.Liu,A.Subramanian,H.Fan,L.Qi,A.Kushima,J.Li,Science2010,330,1515-1520.4:M.Herrera,D.Maestre,A.Cremades,J.Piqueras,Journal of Physical Chemistry C2013,117,8997-9003.5:R.Demir-Cakan,Y.S.Hu,M.Antonietti,J.Maier,M.M.Titirici,Chemistry of Materials2008,20,1227-1229.6:Z.Y.Zhuang,F.Huang,Z.Lin,H.Z.Zhang,Journal of the American Chemical Society2012,134,16228-16234.7:C.Xu,J.Sun,L.Gao,Journal of Materials Chemistry2012,22,975-979.8:刘春明，祖小涛.一种制备一维纳米二氧化锡材料的方法:中国,CN1724383.[P]2006-01-25.9:赵昌余，王庆杰，王永.一种纳米二氧化锡掺杂复合碳负极材料的制备方法和锂电池：中国，CN1812167.[P]2006-08-02.10:张东阳等二氧化锡填充碳纳米管与锂离子存储性能[J].中国科技论文2012,03,170-174）。

目前二氧化锡负极材料在脱嵌锂的过程中体积发生很大的变化，从而导致了二氧化锡负极容量的快速衰减和大电流放电能力较差，因而目前合成的二氧化锡材料在动力锂离子电池的应用具有局限性。（1:X.W.Lou,Y.Wang,C.Yuan,J.Y.Lee,L.A.Archer,Advanced Materials2006,18,2325-2329.2:K.T.Lee,Y.S.Jung,S.M.Oh,Journal of the American Chemical Society2003,125,5652-5653.3:J.Liu,W.Li,A.Manthiram,Chemical Communications2010,46,1437-1439.4:G.Cui,Y.-S.Hu,L.Zhi,D.Wu,I.Lieberwirth,J.Maier,K.Muellen,Small2007,3,2066-2069.5:X.Zhou,L.-J.Wan,Y.-G.Guo,Advanced Materials2013,25,2152-2157.）。

三、发明内容

本发明旨在提供一种碳包覆二氧化锡超微粉体锂离子电池负极材料的制备方法，所要解决的技术问题是提高二氧化锡负极容量并改善大电流放电能力。

本发明选择非极性、高沸点的溶剂，锡的前驱体通过反应可以形成锡的长链脂肪酸的溶液，在一定温度下连续不断的鼓入空气，即可制得二氧化锡纳米晶体，然后在氮气氛围中煅烧得到碳包覆二氧化锡超微粉体（SnO₂/C）。

本发明碳包覆二氧化锡超微粉体锂离子电池负极材料的制备方法，包括以下步骤操作：