[发明专利]一种硫化亚锡/氮掺杂碳复合花球的制备方法及在锂离子电池负极中的应用

说明书

本发明公开了一种硫化亚锡/氮掺杂碳复合花球的制备方法，包括如下步骤：S1.制备氨基葡萄糖盐酸盐和锡酸钠的水溶液，所述氨基葡萄糖盐酸盐的浓度为0.10~0.25mol/L，所述锡酸钠的锡酸根离子的浓度为0.02~0.07mol/L；S2.在S1的水溶液中加入L‑半胱氨酸，得到混合溶液；S3.所述混合溶液经水热反应得到前驱体；S4.所述前驱体在惰性气氛中煅烧，制得硫化亚锡/氮掺杂碳复合花球。制得的硫化亚锡/氮掺杂碳复合花球具有较大的比表面积，具有较多的储锂活性位，并且可以提供较多的短的锂离子扩散通道，有助于增强其电化学储锂性能，在锂离子电池中表现出高的比容量和优异的循环稳定性能。

技术领域

本发明涉及无机微纳米材料制备技术领域，更具体地，涉及一种硫化亚锡/氮掺杂碳复合花球的制备方法及在锂离子电池负极中的应用。

背景技术

当代社会，能源问题无疑已经成为全球重大问题之一，引起了广泛的关注，寻找新型材料能够在能量储存和使用方面有特别的效果已经成为科学工作者的重要任务之一。锂离子电池具有高的比能量、无记忆效应、环境友好等优异性能 , 在移动电话和笔记本电脑等便携式移动电器中得到了广泛的应用。目前锂离子电池的负极材料主要采用石墨材料，这些石墨材料具有较好的循环稳定性能，但是其容量较低。锂离子电池的性能很大程度上取决于电极材料的性能，尤其是负极材料的性能，不仅要求负极材料具有高的电化学储锂比容量，而且具有优异的循环稳定性能。

近年来，基于插层和转化储锂机理的层状过渡金属硫化物如二硫化钼、二硫化钨纳米片等由于具有较高的可逆储锂容量而受到广泛的关注。但是二硫化钼、二硫化钨等为宽带隙的半导体材料，导电性能不好，并且钼、钨等均属重金属，不仅价格较高而且会对环境产生危害。具有类似层状结构的非过渡金属硫化物如硫化亚锡SnS纳米片的制备及作为锂离子电池负极材料的研究近来才开始兴起。研究表明，体相SnS具有较高的理论可逆储锂容量(～782mAh/g)。现有技术中还没有硫化亚锡/氮掺杂碳复合花球。

发明内容

本发明为克服上述现有技术所述的缺陷，提供一种硫化亚锡/氮掺杂碳复合花球的制备方法。

本发明的另一目的在于提供一种硫化亚锡/氮掺杂碳复合花球。

本发明的又一目的在于提供上述硫化亚锡/氮掺杂碳复合花球在锂离子电池负极中的应用。

本发明的又一目的在于提供一种锂离子电池负极。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种硫化亚锡/氮掺杂碳复合花球的制备方法，包括如下步骤：

S1. 制备氨基葡萄糖盐酸盐和锡酸钠的水溶液，所述氨基葡萄糖盐酸盐的浓度为0.10~0.25mol/L，所述锡酸钠的锡酸根离子的浓度为0.02~0.07mol/L；

S2. 在S1的水溶液中加入L-半胱氨酸，得到混合溶液；

S3. 所述混合溶液经水热反应得到前驱体，所述水热反应的条件为180~220℃保持12h以上；

S4. 所述前驱体在惰性气氛中煅烧，制得硫化亚锡/氮掺杂碳复合花球，所述煅烧的条件为600~800℃保持2h以上。