[发明专利]一种高容量氮掺杂炭包覆SnOx

权利要求书

1.一种高容量氮掺杂炭包覆SnO_x量子点锂离子电池负极材料的制备方法，其特征为该方法包括如下步骤：

(1)锡酸锌前驱体的制备：将结晶四氯化锡和氢氧化钠加入到蒸馏水中，搅拌至反应物溶解，形成澄清透明溶液；将七水合硫酸锌加入到上述澄清溶液中，在0～60℃下反应4～24h；反应结束后离心得到反应物，经洗涤、干燥后，得到锡酸锌前驱体；

其中，摩尔比为，四氯化锡：氢氧化钠：七水合硫酸锌＝1：4～12：1～2；每50毫升蒸馏水加入1～4mmol四氯化锡；

(2)表面修饰：将上一步得到的产物先转移到聚二烯二甲基氯化铵水溶液中，搅拌10～60min，搅拌后离心回收粉末并用去离子水洗涤；将洗涤后的产物直接转移到聚对苯乙烯磺酸钠的水溶液中，搅拌10～60min，搅拌后离心回收粉末并用去离子水洗涤，得到由聚二烯二甲基氯化铵和聚对苯乙烯磺酸钠修饰后的锡酸锌前驱体；

其中，摩尔比为，四氯化锡：聚二烯二甲基氯化铵＝1：0.001～0.01，四氯化锡：聚对苯乙烯磺酸钠＝1：0.001～0.01；

(3)ZIF-8包覆：将由聚二烯二甲基氯化铵和聚对苯乙烯磺酸钠修饰的锡酸锌前驱体转移到容器中，然后加入甲醇，超声分散后，再依次加入硝酸锌和2-甲基咪唑，搅拌反应1～12h，反应结束后，离心回收产物，干燥得固体粉末；

其中，摩尔比为，修饰后的锡酸锌前驱体：硝酸锌＝1：1～10；硝酸锌和2-甲基咪唑的摩尔比为1:8；每1mol修饰后的锡酸锌前驱体加入50～150mL甲醇；

(4)煅烧：将(3)中得到的固体粉末在600～1000℃进行热处理1～5小时后，得到高容量氮掺杂炭包覆SnO_x量子点锂离子电池负极材料；所述的SnO_x中，x为0,1和2，即为SnO₂，SnO和Sn的混合物。

2.如权利要求1所述的高容量氮掺杂炭包覆SnO_x量子点锂离子电池负极材料的制备方法，其特征为步骤(2)中聚对苯乙烯磺酸钠的浓度范围在5～30μmol/L之间；聚二烯二甲基氯化铵溶液的浓度范围在5～30μmol/L之间。

3.如权利要求1所述的方法制备的高容量氮掺杂炭包覆SnO_x量子点锂离子电池负极材料的应用，其特征为用作锂离子电池的负极极片。

4.如权利要求3所述的方法制备的高容量氮掺杂炭包覆SnO_x量子点锂离子电池负极材料的应用，其特征为包括以下步骤：将(4)中所得的电极材料与导电炭、粘结剂在质量比8:1:1的条件下均匀混合并加入去离子水，常温搅拌6～24h；搅拌结束后将所得悬浮液涂覆在铜箔上，并在80～120℃下真空干燥5～20h，得到锂离子电池的负极极片。