[发明专利]一种SnO2

说明书

本发明涉及锂离子电池材料技术领域，且公开了一种SnO₂空心球负载氮掺杂多孔碳的负极材料，以锡酸钾为锡源，得到多孔纳米SnO₂空心球，再加入尿素、甲醛和糠醛，得到SnO₂空心球负载糠脲树脂，经过碳化、活化，得到SnO₂空心球负载氮掺杂多孔碳的锂离子电池负极材料，具有超高的比表面积和孔容，由于氮原子具有较大的电负性，使得相邻的碳原子具有更高的正电荷密度，使得氮掺杂多孔碳具有优异的电化学性能，SnO₂空心球负载在氮掺杂多孔碳中，减少团聚，保持结构稳定，具有优异的循环稳定性和倍率性能，同时减少SnO₂还原，提高了比容量，使得SnO₂空心球负载氮掺杂多孔碳的负极材料具有优异的导电性、倍率性能、循环性能以及较高的比容量。

技术领域

本发明涉及锂离子电池材料技术领域，具体为一种SnO₂空心球负载氮掺杂多孔碳的负极材料及其制法。

背景技术

锂离子电池广泛应用于人们的日常生活中，如电子设备、电动汽车等领域，但是目前商业锂离子电池的负极材料为石墨，其理论比容量较低，使得锂离子电池的储能较低，无法满足人们对于高能量密度的需求，SnO₂具有较高的理论比容量和大量的资源储备，是一种值得关注的锂离子电池负极材料。

但是SnO₂作为锂离子电池负极材料的时候，在锂离子的嵌入和脱出过程中，有严重的体积效应和不可逆的SnO₂还原成Sn的过程，使得SnO₂负极材料的首次不可逆容量较大，而纳米多孔碳材料具有优异的导电性、稳定性和较大的比表面积，因此，我们采用SnO₂空心球负载氮掺杂多孔碳的方式来解决上述问题。

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种SnO₂空心球负载氮掺杂多孔碳的负极材料及其制法，解决了SnO₂负极材料体积效应严重、导电性不好、循环性能较差的问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种SnO₂空心球负载氮掺杂多孔碳的负极材料，所述SnO₂空心球负载氮掺杂多孔碳的负极材料制备方法如下：

(1)向反应瓶中加入去离子水、乙醇、锡酸钾、尿素，二者的质量比为100:120-130，置于搅拌装置中搅拌20-40min后，转移到反应釜中，在180-200℃下反应12-18h，冷却，用去离子水和乙醇洗涤干净并离心干燥，得到多孔纳米SnO₂空心球；

(2)向反应瓶中加入甲醛、尿素，搅拌20-40min，加入糠醛、多孔纳米SnO₂空心球，搅拌30-90min，在90-110℃下干燥1-3h，得到SnO₂空心球负载糠脲树脂；

(3)将SnO₂空心球负载糠脲树脂置于气氛管式炉中，进行碳化过程，冷却，得到SnO₂空心球负载氮掺杂碳材料；

(4)向反应瓶中加入SnO₂空心球负载氮掺杂碳材料、氢氧化钾，研磨均匀，置于气氛管式炉中，进行活化过程，冷却，用过量盐酸洗去氢氧化钾，再用去离子水、乙醇洗涤干净并干燥，得到SnO₂空心球负载氮掺杂多孔碳的锂离子电池负极材料。

优选的，所述步骤(1)中搅拌装置包括主体，主体的顶部活动连接有支撑架，支撑架的右侧活动连接有底座，底座的底部活动连接有电机，电机的底部活动连接有齿轮一，支撑架的底部活动连接有活动轴，活动轴的顶部活动连接有齿轮二，活动轴的底部活动连接有桨叶，主体的底部活动连接有烧杯。