[发明专利]一种双层锡酸锌纳米片负极材料的制备方法及其产品和应用

说明书

本发明提供一种双层锡酸锌纳米片负极材料的制备方法及其产品和应用，按摩尔比为2:1:300将锌盐、锡盐溶于去离子水中，搅拌至溶液澄清；在110‑120℃油浴回流3‑5 h后,冷却至室温，洗涤、干燥，得分散的锡酸锌纳米颗粒；将锡酸锌纳米颗粒分散于50 mL异丙醇中，磁力搅拌24‑48 h，在8000‑10000 rpm转速下离心10‑20 min后，干燥，得到双层锡酸锌纳米片。该双层锡酸锌纳米片具有较大的比表面积和电导率，有利于提高材料的电化学性能，首次充电比容量为680 mAh/g，首次放电比容量为1347 mAh/g，具有较高的放电比容量。该制备工艺相对简单，易操作。

技术领域

本发明涉及一种锂电池负极材料的制备方法，特别是涉及一种双层锡酸锌纳米片负极材料的制备方法及其产品和应用。

背景技术

随着社会的发展，锂离子电池备受关注。锂离子电池是目前世界上最为理想的可充电电池，它不仅具有能量密度大、循环寿命长、无记忆效应及污染小等优点。随着技术的进步，锂离子电池将广泛应用于电动汽车、航空航天及生物医药等领域，因此，研究与开发动力用锂离子电池及相关材料具有重大的意义。对于动力用锂离子电池而言，其关键是提高功率密度和能量密度，而功率密度和能量密度提高的根本是电极材料，特别是负极材料的改善。

自上世纪90年代初，日本的科技工作者开发出了层状结构的碳材料，碳材料是最早为人们所研究并应用于锂离子电池商品化的材料，至今仍是大家关注和研究的重点之一，但是碳负极材料存在一些缺陷：电池化成时，与电解液反应形成SEI膜，导致电解液的消耗和较低的首次库伦效率；电池过充时，可能会在碳电极表面析出金属锂，形成锂枝晶造成短路，导致温度升高，电池爆炸；另外，锂离子在碳材料中的扩散系数较小，导致电池不能实现大电流充放电，从而限制了锂离子电池的应用范围。

锡酸锌（Zn₂SnO₄）是一种尖晶石结构的复合氧化物，目前也可以作为锂离子电池负极材料，通过转化和合金化反应具有较高的Li⁺储存容量。该材料被认为是一种具有前途的锂离子电池负极材料。

本发明提供一种双层锡酸锌纳米片负极材料的制备方法，锡酸锌纳米片具有较大的比表面积和电导率，进一步有利于提高材料的电化学性能。该制备工艺相对简单，易操作。

发明内容

为克服锡酸锌电化学性能差的不足，本发明目的在于提供一种双层锡酸锌纳米片负极材料的制备方法。

本发明的再一目的在于：提供一种上述方法获得的双层锡酸锌纳米片负极材料产品。

本发明的又一目的在于：提供一种上述产品的应用。

本发明目的通过以下方案实现：一种双层锡酸锌纳米片负极材料的制备方法，包括如下步骤：

（1）将锌盐、锡盐溶于去离子水中，使其摩尔比为2:1:300，磁力搅拌10-20 min至溶液澄清；然后在110-120℃油浴回流3-5 h,然后冷却至室温，用去离子水和有机溶剂洗涤3-5次，之后置于真空干燥箱中60-80℃过夜干燥，得分散的锡酸锌纳米颗粒。

（2）将步骤（1）中得到的分散的锡酸锌纳米颗粒分散于50 mL异丙醇中，并且磁力搅拌24-48 h，在8000-10000 rpm转速条件下离心10-20 min，然后放入真空干燥箱中60-80℃过夜干燥，最终得双层锡酸锌纳米片。

所述的锌盐为硝酸锌、醋酸锌或乳酸锌中的一种或其组合。

所述的锡盐为硝酸锡、醋酸锡或乳酸锡中的一种或其组合。

本发明提供一种双层锡酸锌纳米片负极材料，根据上述任一所述方法制备得到。

本发明提供一种双层锡酸锌纳米片负极材料在锂离子电池中的应用。