[发明专利]一种锂离子电池C/SnO2

说明书

本发明公开了一种锂离子电池C/SnO₂/rGO复合负极材料的制备方法及其应用，涉及锂离子电池技术领域，其制备方法包括以下步骤：将五水四氯化锡溶于乙二醇，搅拌分散，得溶液A；向氧化石墨烯分散液中加入葡萄糖酸钠，搅拌分散，得溶液B；将溶液A在搅拌下滴入溶液B中，搅拌，得黑色混合液；将黑色混合液转移至反应釜中，升温反应，冷却，得黑色悬浮液；将黑色悬浮液离心，洗涤，离心，得沉淀物；将沉淀物溶于无水乙醇中，超声分散，干燥，研磨，即得。本发明利用溶剂热法，在rGO表面原位生长SnO₂纳米颗粒，并在SnO₂纳米颗粒表面包覆一层无定形碳，所得复合材料有效抑制SnO₂的体积膨胀，缩短锂离子扩散路径，具有良好循环稳定性和较高可逆容量性能。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及一种锂离子电池C/SnO₂/rGO复合负极材料的制备方法及其应用。

背景技术

随着社会经济发展，生产力的提高，全球对能源的需求不断增加，主要来源还是传统的三大不可再生能源(天然气、煤、石油)。由于前期的粗放式、低效率利用，没有一个合理的规划，造成了化石能源大量的消耗，并且一系列严峻的环境问题随之而来，诸如酸雨、全球气候变暖、雾霾等等。发展新型高效清洁能源迫在眉睫，这关乎到人类社会的生存环境、日后的持续发展，因此，目前有大量的研究关注于清洁能源，其中我们日常最常见的，就是电池。在电子信息时代，随着手机、笔记本乃至电动汽车的普及，对于上述产品储能装置的要求也越来越高，能量密度高、质量轻、清洁环保的锂离子电池得到了广泛关注。锂离子电池由于其安全稳定、高效的特点得到了广泛的应用。而其电池性能主要取决于正负极材料的性质，因此，需要开发出一种具有更高容量的电极材料。

影响锂离子电池性能的重要部分之一就是负极材料，尽管石墨负极材料发展至今，已经有了成熟的制备工艺与较为低廉的价格成本，但是这仍然不能满足当前对于锂电池负极材料高容量、循环稳定性良好的要求，因此，研究者们仍然进行了大量的探索工作。其中，金属氧化物受到了广泛关注，例如Fe₃O₄、Co₃O₄、NiO以及SnO₂等。在这之中，SnO₂具有价格低廉、环境友好以及高比容量等优点，因而被广泛研究，SnO₂极有可能成为下一代锂电负极材料。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种锂离子电池C/SnO₂/rGO复合负极材料的制备方法及其应用，是利用溶剂热法，在rGO表面原位生长SnO₂纳米颗粒，并在SnO₂纳米颗粒表面包覆一层无定形碳，从而改善SnO₂负极材料在循环过程中的体积膨胀以及较差的导电性。

本发明提出的一种锂离子电池C/SnO₂/rGO复合负极材料的制备方法，包括以下步骤：

S1、将五水四氯化锡溶于乙二醇，搅拌分散，得溶液A；向氧化石墨烯分散液中加入葡萄糖酸钠，搅拌分散，得溶液B；

S2、将溶液A在搅拌下滴入溶液B中，搅拌，得黑色混合液；

S3、将黑色混合液转移至内衬为聚四氟乙烯的反应釜中，升温反应，然后冷却至室温，得黑色悬浮液；

S4、将黑色悬浮液离心，去除上层液，超声洗涤，离心，得沉淀物；

S5、将沉淀物溶于无水乙醇中，超声分散，干燥，得黑色粉末，研磨，即得C/SnO₂/rGO纳米复合材料。

优选地，S1中，五水四氯化锡和氧化石墨烯的重量比为1：0.06～0.1；优选地，所述氧化石墨烯分散液的浓度为0.5～1mg/mL。

本发明中，氧化石墨烯分散液是以水为溶剂。