[发明专利]锂离子电池二氧化锡/石墨烯复合负极材料及其制备方法

说明书

锂离子电池二氧化锡/石墨烯复合负极材料及其制备方法，所述复合负极材料由以下方法制成：（1）将氧化石墨烯分散在低元醇中，得氧化石墨烯分散液；（2）将有机锡源溶于氧化石墨烯分散液中，加热，恒温搅拌至溶剂蒸干；（3）在空气中煅烧，冷却，即成。本发明复合负极材料电子导电性和离子导电性高，离子扩散通道短，体积效应小，组装成电池，在0.01～2.00V，50mA/g下，首次放电克容量高达1846.8mAh/g，循环10次后，比容量可达800mAh/g以上，1A/g下，比容量可稳定在500mAh/g以上，2.5A/g下，比容量仍可达400mAh/g；本发明简单，周期短，反应温度低，成本低，可大量合成。

技术领域

本发明涉及一种锂离子电池复合负极材料及其制备方法，具体涉及一种锂离子电池二氧化锡/石墨烯复合负极材料及其制备方法。

背景技术

随着科学技术的进展，新能源汽车、便携式电子设备的普及，对作为其能源的电池提出了更高的要求。其中，锂离子电池凭借其能量密度高、环境友好、性能稳定等优点脱颖而出。目前，锂离子电池的负极主要采用石墨材料，其理论容量较低，只有372 mAh/g，制约了锂离子电池的发展。

由于二氧化锡具有理论容量高（782mAh/g），价格低廉，无污染等特点，因此，成为了锂离子电池负极可选材料之一。但是，二氧化锡在电化学循环过程中，体积效应较大，导电性较差，因此，常常需要对其进行改性。

CN103078095 A公开了一种二氧化锡/石墨烯复合的锂离子电池负极材料的制备方法，将氯化胆碱、乙二醇和氧化石墨烯混合均匀，得到混合液，然后向混合液加入氯化亚锡，进行超声震荡反应，再经后处理得到产物。但是，该工艺所得二氧化锡/石墨烯复合的锂离子电池负极材料的容量较低。

CN104600275A公开了一种石墨烯基空心二氧化锡锂离子电池负极材料的制备方法，是将石墨烯分散液与前驱体在高压反应釜中反应后，再采用水合肼还原。但是，由于该方法采用高压反应釜制备，制备时间长，难以批量化生产。

CN 104953101A公开了一种石墨烯气凝胶负载二氧化锡电极材料的制备方法，是将石墨烯水溶液、二氧化锡乙醇溶液、L-抗坏血酸按比例均匀混合，加热反应后，冷冻干燥，煅烧，即成。但是，该方法需要采用水热法制备的二氧化锡，再与石墨烯进行复合，且石墨烯需要还原，制备时间较长。

CN102255072A公开了一种二氧化锡与石墨烯片层复合材料的制备方法，是将有机溶剂、 氧化石墨烯片层水溶胶与锡盐进行混合后，回流反应后再煅烧。但是，该方法需要两步反应，得到的产品颗粒约50nm，粒径较大，且需要离心、干燥等流程，较为繁琐。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种导电性好、体积效应小，放电克容量高，循环性能好，制备流程简单，周期短，反应温度低，绿色环保的锂离子电池二氧化锡/石墨烯复合负极材料及其制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：锂离子电池二氧化锡/石墨烯复合负极材料，由以下方法制成：

（1）将氧化石墨烯分散在低元醇中，得氧化石墨烯分散液；

（2）将有机锡源溶于步骤（1）所得氧化石墨烯分散液中，加热，恒温搅拌至溶剂蒸干，得褐色粘稠状物质；

（3）将步骤（2）所得褐色粘稠状物质在空气中煅烧，随炉冷却至室温，得锂离子电池二氧化锡/石墨烯复合负极材料。

优选地，步骤（1）中，所述氧化石墨烯在低元醇中的分散量为0.3～0.7mg/mL。若氧化石墨烯的浓度过高，则氧化石墨烯易沉降，若氧化石墨烯的浓度过低，则氧化石墨烯含量过少。

优选地，步骤（1）中，所述低元醇为甲醇、乙醇或丙醇等中的一种或几种。所述低元醇为无水醇。