[發明專利]一種介孔SnO2

在審

• 申請號: 201510330904.5
• 申請日: 2015-06-15
• 公開（公告）號: CN105244478A
• 公開（公告）日: 2016-01-13
• 發明（設計）人: 胡勝華;向軍淮;張洪華
• 申請（專利權）人: 江西科技師范大學;胡勝華
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/139;H01M10/0525
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供了一種介孔SnO2/C復合材料的制備方法。該方法以碳水化合物、酚類化合物和錫無機鹽為原料，用酸性水溶液將原料溶解混合，進行液相反應，再經干燥、固化、焙燒、水洗、烘干等步驟，制得介孔SnO2/C復合材料。通過原料加入量的改變，制備了一系列不同SnO2含量(0～40％)的介孔SnO2/C復合材料。相應的比表面積為2050～1300m2/g，總孔容為1.7～0.8cm3/g，孔徑為3～5nm。這些復合材料表現出良好的電化學性能。其中，SnO2含量20％介孔SnO2/C復合材料首次可逆比容量為1270mAh/g且保持85％容量時循環次數可達300次。

技術領域

本發明涉及一種鋰離子電池負極材料的技術領域，一種介孔SnO2/C復合材料的制備方法。

技術背景

跟傳統化學電池比，鋰離子電池能量密度高，循環性能好，環境污染較小。隨著各種電子設備和機械行業的快速發展，對鋰離子電池性能要求越來越高，目前主流的商品化的鋰離子電池無法滿足這些要求。為了能提供一種更優的比容量高、循環穩定性好和使用壽命長的鋰離子電池，研究主要集中在新型正極材料和負極材料的開發。商業上鋰離子電池負極材料主要是石墨，理論比容量是372 mAh/g。錫金屬和二氧化錫的理論比容量較高，分別為992和782mAh/g。單一錫金屬和二氧化錫作負極材料時容易發生巨大的體積膨脹，使電池很快失效。將其與其他材料形成合金或分散形成納米復合材料，可在一定程度上減弱這種效應。其中，碳存在多種獨特性質的同素異形體，如石墨烯、碳納米管、碳纖維、活性碳和介孔碳等。因此，錫金屬或二氧化錫與碳的復合材料的開發應用成為研究熱點。錫金屬和碳常形成碳包覆結構復合材料，給金屬錫的體積膨脹空間有限，首次放電比容量不高(CN101997110A；CN101202340A；CN102227019A)或可逆效率低(Chem.Mater.,2005,17:1926～1929)。近來專利(CN101462045A； CN101823760A；CN102427127A)和文獻(電源技術,2011,35:1296～1298；儲能科學與技術,2014,3:437～444)報道的二氧化錫和不同結構碳載體的復合材料也主要為包覆結構，這些材料中分散二氧化錫的粒子尺寸較大，活性低，同樣，體積膨脹空間有限。所以，這些二氧化錫和不同結構碳的復合材料的電化學性能離實際應用仍有差距。研究表明，更小的SnO2納米顆粒有利于其作為鋰離子電池負極材料的電化學性能的提高。為了解決實際中所遇到的SnO2低分散問題，本發明采用經濟簡單的連續的一鍋煮液相反應和固相燒結等步驟制備了高比表面積和高分散的SnO2含量為0～40％的介孔SnO2/C復合材料。

發明內容

本發明目的為了克服目前二氧化錫在碳載體上的低分散且其含量通常小于 10％的技術問題，提供一種經濟簡單的高比表面積、高分散和高二氧化錫含量的介孔SnO2/C復合材料的制備方法。

為了實現上述目的，本發明的技術方案包括如下四個步驟：

(1)原料混合與液相反應