[發明專利]石墨烯宏觀體/氧化錫復合鋰離子電池負極材料及其工藝

有效

• 申請號: 201110159043.0
• 申請日: 2011-06-14
• 公開（公告）號: CN102244250A
• 公開（公告）日: 2011-11-16
• 發明（設計）人: 楊全紅;張辰;陶瑩;魏偉;呂偉;李寶華;何艷兵;康飛宇;杜鴻達
• 申請（專利權）人: 清華大學深圳研究生院
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/1393
• 代理公司: 深圳市匯力通專利商標代理有限公司 44257
• 代理人: 王鎖林;茅秀彬

1.一種石墨烯宏觀體/氧化錫復合鋰離子電池負極材料，其特征是：該材料是由三維多孔石墨烯宏觀體及在三維多孔石墨烯宏觀體的孔道中定向生長的納米級二氧化錫構成，其容量為500～2000?mAh/g，庫倫效率為80～99.5%；其中，三維多孔石墨烯宏觀體與二氧化錫的質量比為1:?0.1～20。

2.根據權利要求1所述的材料，其特征是：所述的三維多孔石墨烯宏觀體是石墨烯的多孔宏觀體碳材料，它的比表面積為500～2600m²/g，孔容為0.35～2.62cm³/g，表觀密度為12～35mg/cm³。

3.根據權利要求1或2所述的材料，其特征是：所述的納米二氧化錫均勻生長在所述三維多孔石墨烯宏觀體的孔道內，呈棒狀，直徑為400～500nm。

4.一種石墨烯宏觀體/氧化錫復合鋰離子電池負極材料的制備工藝，其特征是包括以下步驟：

a、以三維多孔石墨烯宏觀體為模板，將其浸泡于pH為1～7、含Sn²⁺或Sn⁴⁺濃度為0.1～3?mol/L的鹽酸溶液或檸檬酸溶液中，浸泡1～100小時；其中，該鹽酸溶液由氯化亞錫、氯化錫或硝酸錫與鹽酸配制成，該檸檬酸溶液由氯化亞錫、氯化錫或硝酸錫與檸檬酸配制成；

b、將步驟a得到的吸附有錫鹽的三維多孔石墨烯宏觀體在溫度60～100℃下干燥1～100小時，或者進行冷凍干燥或者自然風干；

c、將步驟b得到的材料在氬氣或氮氣保護下，以1～10℃/min升溫速率、在溫度200～600℃下熱處理1～10小時，冷卻至室溫得到石墨烯宏觀體/氧化錫復合鋰離子電池負極材料。

5.根據權利要求4所述的制備工藝，其特征是：所述的三維多孔石墨烯宏觀體采用石墨烯的多孔宏觀體碳材料，它的比表面積為500～2600m²/g，孔容為0.35～2.62cm³/g，表觀密度為12～35mg/cm³。

6.根據權利要求4或5所述的制備工藝，其特征是：所述得到的石墨烯宏觀體/氧化錫復合鋰離子電池負極材料中，三維多孔石墨烯宏觀體與二氧化錫的質量比為1:?0.1～20。

7.根據權利要求4或5所述的制備工藝，其特征是：所述得到的石墨烯宏觀體/氧化錫復合鋰離子電池負極材料的容量為500～2000?mAh/g，庫倫效率為80～99.5%。

8.根據權利要求4或5所述的制備工藝，其特征是：所述得到的石墨烯宏觀體/氧化錫復合鋰離子電池負極材料中，所述納米二氧化錫均勻生長在所述三維多孔石墨烯宏觀體的孔道內，形成直徑為400～500nm的棒狀納米二氧化錫。