[發(fā)明專利]一種碳包覆銻摻雜二氧化錫的離子電池負(fù)極材料的制備方法在審
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201810085476.8 | 申請(qǐng)日： | 2018-01-29 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN108400315A | 公開（公告）日： | 2018-08-14 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 高秋明;張強(qiáng) | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 北京航空航天大學(xué) |
| 主分類號(hào)： | H01M4/38 | 分類號(hào)： | H01M4/38;H01M4/48;H01M4/62 |
| 代理公司： | 北京永創(chuàng)新實(shí)專利事務(wù)所 11121 | 代理人： | 李有浩 |
| 地址： | 100191*** | 國(guó)省代碼： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 離子電池負(fù)極 碳包覆 銻摻雜二氧化錫 制備 葡萄糖 水熱反應(yīng) 碳酸氫銨 摻雜 鋰離子電池負(fù)極材料 電極材料制備 納米顆粒結(jié)構(gòu) 電化學(xué)性能 放電比容量 高溫?zé)崽幚?/a> 二氧化錫 氯化銻 氯化錫 摩爾比 可控 銻比 簡(jiǎn)易 展示 | ||
本發(fā)明公開了一種碳包覆銻摻雜二氧化錫的離子電池負(fù)極材料的制備方法，該方法先使用銻通過水熱反應(yīng)對(duì)二氧化錫進(jìn)行摻雜，然后以葡萄糖為碳源通過水熱反應(yīng)對(duì)其進(jìn)行碳包覆處理，之后經(jīng)過高溫?zé)崽幚砩筛咝阅艿碾x子電池負(fù)極材料。在以銻比錫為6％～7％的摩爾比進(jìn)行摻雜時(shí)，所生成的離子電池負(fù)極材料具有均勻的納米顆粒結(jié)構(gòu)，同時(shí)展示了非常優(yōu)異的電化學(xué)性能。將其作為鋰離子電池負(fù)極材料時(shí)，在0.5C的電流密度下循環(huán)400圈后，其放電比容量仍能維持在1500～1820mAh/g。制備碳包覆銻摻雜二氧化錫的離子電池負(fù)極材料所使用的原料是葡萄糖、氯化錫、氯化銻和碳酸氫銨等，來源廣泛，價(jià)格便宜，而且這種電極材料制備工藝簡(jiǎn)單可控，條件溫和，設(shè)備簡(jiǎn)易。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及離子電池負(fù)極材料的制備，更特別地說，是指一種碳包覆銻摻雜二氧化錫的離子電池負(fù)極材料的制備方法。
背景技術(shù)
鋰離子電池是一種基于鋰離子在正負(fù)電極間傳輸?shù)目沙浞烹姵兀囯x子電池具有能量密度高，電壓高，安全性好,無污染,無記憶效應(yīng)，循環(huán)壽命長(zhǎng)，可快速充放電，自放電小，工作溫度范圍寬等特點(diǎn)。基于上述優(yōu)點(diǎn)，鋰離子電池已成為手機(jī)、照相機(jī)、筆記本電腦等便攜式電子產(chǎn)品的主要能源裝置，同時(shí)也非常有可能應(yīng)用于動(dòng)力汽車、便攜可穿戴電子設(shè)備等未來產(chǎn)品。因此鋰離子電池及其電極材料的研究日益稱為社會(huì)的焦點(diǎn)。
鋰離子電池負(fù)極材料主要分為兩類，其一是碳材料，包括活性炭、石墨烯、碳納米管、碳纖維等，但是它們受到自身理論容量低的限制；另一類過渡金屬氧化物，例如四氧化三鐵、二氧化錫等，雖然它們具有較高的理論比容量，但是它們的導(dǎo)電性差，循環(huán)穩(wěn)定性不好。因此目前提高容量和增強(qiáng)循環(huán)穩(wěn)定性及導(dǎo)電性是鋰離子電池負(fù)極材料的研究重點(diǎn)，主要通過采用碳材料與過渡金屬氧化物復(fù)合方法來增大復(fù)合材料的比表面積、優(yōu)化孔結(jié)構(gòu)以及增強(qiáng)導(dǎo)電性及循環(huán)穩(wěn)定性。在各種過渡金屬氧化物物中，二氧化錫合成工藝簡(jiǎn)單、價(jià)格較低且具有較高的理論容量，是理想的鋰離子電池負(fù)極材料。
目前二氧化錫基鋰離子電池負(fù)極材料的研究主要集中在制備具有高比表面積、多孔結(jié)構(gòu)、合理的孔徑分布、較小的內(nèi)阻、高電導(dǎo)率、高性價(jià)比、良好的循環(huán)穩(wěn)定性以及具有特殊結(jié)構(gòu)的鋰離子電池負(fù)極材料上。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一是制備一種碳包覆銻摻雜二氧化錫的離子電池負(fù)極材料。
本發(fā)明的目的之二是將制得的碳包覆銻摻雜二氧化錫的離子電池負(fù)極材料作為鋰離子電池的負(fù)極。
本發(fā)明制備一種碳包覆銻摻雜二氧化錫的離子電池負(fù)極材料包括有下列步驟：
步驟一，銻摻雜二氧化錫的制備；
將五水合四氯化錫(SnCl4·5H2O)和三氯化銻(SbCl3)以銻錫摩爾比為6％～7％的比例溶解在去離子水中，得到溶液A；然后將碳酸氫銨(NH4HCO3)加入到溶液A中，攪拌10分鐘后，得到溶液B；將所得溶液B轉(zhuǎn)移到50mL的以聚四氟乙烯內(nèi)襯的高壓釜中，并以160℃～180℃的溫度保溫8～15小時(shí)后，取沉淀物，即銻摻雜二氧化錫；
用量：20mL的去離子水中加入0.7g～0.8g的五水合四氯化錫、0.070g～0.082g的三氯化銻、0.30g～0.36g的碳酸氫銨；
步驟二，碳包覆銻摻雜二氧化錫的制備；
將步驟一制得的銻摻雜二氧化錫用去離子水洗滌以除去雜質(zhì)，得到純凈的銻摻雜二氧化錫；所述雜質(zhì)為氯離子；
將純凈的銻摻雜二氧化錫溶解于去離子水中，攪拌均勻后，加入葡萄糖，得到溶液C；將所得溶液C轉(zhuǎn)移到50mL的以聚四氟乙烯內(nèi)襯的高壓釜中，并在160℃～180℃保溫8～15小時(shí)后，取沉淀物，即碳包覆銻摻雜二氧化錫；
用量：20mL的去離子水中加入0.7g～0.8g的銻摻雜二氧化錫、0.5g～0.7g葡萄糖；
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