[发明专利]钠离子电池负极用C/SnO2/碳布复合材料的制备方法

说明书

钠离子电池负极用C/SnO2/碳布复合材料的制备方法，1)对碳布进行预处理，先将碳布裁剪，在水热电泳仪中阳极氧化处理碳布，使碳布表面增加活性位点，更易附着生长金属离子；2)将SnCl₂·2H₂O溶于去离子水中搅拌均匀得溶液A1，向溶液A1中加入蔗糖，然后超声处理，得溶液A2，使蔗糖和Sn²⁺充分作用得到均匀的混合液；3)将步骤2)得到的混合液转移至聚四氟乙烯水热釜后将所述聚四氟乙烯水热釜置于均相反应器中，反应结束后自然冷却至室温，然后取出反应得到的碳布；4)将步骤3)得到的碳布放入烧杯中，用乙醇清洗，去离子水清洗，然后放入烘箱内干燥，自然冷却至室温，得到C/SnO₂/碳布复合材料。本发明具有可弯曲折叠，组装简单，无需集流体等优点。

技术领域

本发明属于钠离子电池合金类负极材料技术领域，特别涉及钠离子电池负极用C/SnO₂/碳布复合材料的制备方法。

背景技术

随着弯曲可折叠电子设备的发展，开发具有高能量密度的柔性电池是当前的研究热点之一。开发柔性电池的重点在于研制出无粘结剂，无集流体的高能量密度电极材料。目前，钠离子电池负极主要采用碳石墨化负极材料，虽然碳石墨化负极材料具有较好的循环稳定性，但是容量只有250～300mAh/g的理论容量。在对负极材料的研究中，SnO2在钠离子电池中的理论容量达到667mAh/g，引起了电池材料界的广泛关注。

然而，SnO2具有很大的体积效应，导致在充放电过程中材料的粉化脱落，降低了电池的效率和循环性能，极大地影响了这类材料的实际应用。而将负极材料纳米化、与碳基材料复合以及制备自支撑电极等可以一定程度的缓解体积膨胀带来的问题。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供钠离子电池负极用C/SnO2/碳布复合材料的制备方法，该方法所制备的C/SnO2/碳布复合材料相比传统电极具有可弯曲折叠，组装简单，无需集流体等优点，同时由于活性物质占比大，其电化学性能也很优异。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

钠离子电池负极用C/SnO2/碳布复合材料的制备方法，包括以下步骤；

1)对碳布进行预处理，先将碳布裁剪成(1.5～5)×(1.5～5cm)的尺寸，在水热电泳仪中阳极氧化处理碳布2-5min，使碳布表面增加活性位点，更易附着生长金属离子；

2)将0.11～2.18g的SnCl₂·2H₂O溶于10～50mL去离子水中搅拌均匀得溶液A1，向溶液A1中加入0.23～1.52g蔗糖，然后超声处理，得溶液A2，使蔗糖和Sn²⁺充分作用得到均匀的混合液；

3)将步骤2)得到的混合液转移至聚四氟乙烯水热釜后将所述聚四氟乙烯水热釜置于均相反应器中，反应结束后自然冷却至室温，然后取出反应得到的碳布；

4)将步骤3)得到的碳布放入烧杯中，用乙醇清洗2h，去离子水清洗2h，然后放入烘箱内干燥，自然冷却至室温，得到C/SnO₂/碳布复合材料。

所述C/SnO₂/碳布复合材料为均匀的实心球结构。

所述超声处理采用的超声功率为50～100W，时间为5～20min。

所述步骤2)中混合液中Sn²⁺的浓度为0.01～0.97mol·L^-1。

所述SnCl₂·2H₂O与蔗糖的质量比为0.07～4.5:1。

所述水热釜的填充度控制在30～60％，水热釜反应条件为170～200℃下反应24～48h。