[發明專利]一種RGO改性Fe3

有效

• 申請號: 201911331201.9
• 申請日: 2019-12-21
• 公開（公告）號: CN111092208B
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發明（設計）人: 盧鋒奇;戎超
• 申請（專利權）人: 桂林理工大學
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/38;H01M4/525;H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 南寧東之智專利代理有限公司 45128
• 代理人: 汪治興

本發明公開了一種RGO改性Fe₃O₄?SnO₂復合材料的制備方法及其應用。通過簡單的共沉淀法合成FeSnO(OH)₅，結合在管式爐里面的熱處理，即可得到多孔立方盒Fe?SnO₂，接著與聚多巴胺包覆，碳化后與氧化石墨烯復合，熱處理后得RGO改性Fe₃O₄?SnO₂復合材料，該復合材料應用于鋰離子電池負極材料。本發明利用簡單的共沉淀法以及碳材料改性得到RGO改性Fe₃O₄?SnO₂復合材料，將其作為儲能電極材料時，展現了高容量、循環穩定性能好的優勢。本發明方法提供了一種不同種類氧化物原位共摻雜的合成策略，為獲得高容量、高倍率、循環穩定性的材料提供借鑒意義。

技術領域

本發明屬于納米材料與電化學器件技術領域，具體涉及一種RGO改性Fe₃O₄-SnO₂復合材料（Fe₃O₄-SnO₂@C/RGO復合材料）的制備方法及其應用。該方法通過簡單的共沉淀法，得到均一納米立方盒材料，接著熱處理得到多孔Fe-SnO₂，接著對其進行碳包覆和復合還原氧化石墨烯改性。該復合材料應用于鋰離子電池負極材料，具有一定的推廣性。

背景技術

錫基氧化物SnO₂作為一種過渡金屬氧化物被廣泛應用在儲能領域，其理論容量達到990 mAhg^-1，但是其在合金化/去合金化的電化學過程中，體積膨脹率

達到250 %，導致電極材料“粉化”和“團聚”，從而造成容量迅速衰減。Fe₃O₄由于其理論容量為924 mAhg^-1，在充放電過程中的體積效應也明顯。研究發現可以通過納米化與碳材料復合改性來緩解二者體積效應來改善其電化學性能。

利用羥基錫酸鹽FeSnO(OH)₅熱處理得到多孔納米立方盒Fe-SnO₂材料，接著對其碳包覆以及復合RGO得到RGO改性Fe₃O₄-SnO₂復合材料，包覆的碳層和RGO復合可以極大的提高電極材料的離子和電子導電性，Fe₃O₄鋰化后生成不可逆的Fe單質，也增加了電極的導電性，使得SnO₂的第一步轉化反應存在部分可逆，不同的金屬氧化物在電化學過程中存在的協同效應以及碳材料改性極大的提升了RGO改性Fe₃O₄-SnO₂復合材料的電化學性能。包覆的碳層也減緩材料在充放電過程中的粉化，RGO較大的比表面積增加了電極材料與電解液的接觸面積，包覆的碳層和RGO以及復合材料的多孔特性可以縮短鋰離子的脫嵌路徑，可以為鋰離子的傳輸提供快速通道。

發明內容

本發明的目的是提供一種RGO改性Fe₃O₄-SnO₂復合材料的制備方法及其應用，制得的復合材料具有優異的電化學性能，以克服現有負極材料的不足。

制備RGO改性Fe₃O₄-SnO₂復合材料的具體步驟為: