[發明專利]一種基于生物材料基底的柔性N/SnOx@rGO復合材料及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202010230263.7
• 申請日: 2020-03-27
• 公開（公告）號: CN111403746B
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發明（設計）人: 楊艷玲;孫瑜;陳志剛;朱建鋒;陳華軍;鎖國權;馮雷;葉曉慧;張荔;侯小江;鄒鑫鑫;和茹梅;畢雅欣
• 申請（專利權）人: 陜西科技大學
• 主分類號: H01M4/62
• 分類號: H01M4/62;H01M4/48;H01M4/1391;H01M4/131;H01M10/04;H01M10/054
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 高博

1.一種基于生物材料基底的柔性N/SnOx@rGO復合材料制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、對脫脂棉進行預處理，用去離子水與乙醇交替清洗后烘干得到脫脂棉A；然后，將SnCl₄·5H₂O和去離子水混合攪拌得到溶液B；將溶液B與25％的氨水混合后得到溶液C；將脫脂棉A放入溶液C中進行混合并超聲處理得到脫脂棉D；

S2、將脫脂棉D進行冷凍干燥后得到脫脂棉E；再放入管式爐中碳化處理得到碳化后的脫脂棉F；

S3、將氧化石墨烯分散液進行超聲處理得到溶液G，然后將碳化后的脫脂棉F放入溶液G中，再用去離子水清洗并烘干后得到脫脂棉H；將脫脂棉H在馬弗爐中煅燒處理制得以脫脂棉為原料的柔性N/SnO_x@rGO復合材料。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S1中，脫脂棉A制備具體為：

將醫用脫脂棉剝離并裁剪成3cm×3cm×0.1cm的立方片，用去離子水與乙醇交替清洗3次，然后在30～80℃烘干后得到脫脂棉A。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S1中，溶液B制備具體為：

將SnCl₄·5H₂O和去離子水按(0.5～2.0)g：(50～100)mL的比例關系混合，攪拌1～2小時后得到溶液B。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S1中，溶液C制備具體為：

將溶液B與6mL的25％的氨水混合后得到溶液C；然后將脫脂棉A放入溶液C中進行混合后超聲處理1～2小時，得到未碳化脫脂棉基底SnO_x納米結構。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S2中，管式爐的溫度為500～800℃，碳化時間為4～6小時，并通入200～400sccm的N₂得到碳化后脫脂棉F。

6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S3中，溶液G制備具體為：

將濃度為5mg/mL的氧化石墨烯分散液進行超聲15～30min處理得到溶液G。

7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S3中，脫脂棉H制備具體為：

將碳化后的脫脂棉F放入溶液G中反應10～12小時，然后用去離子水清洗3次，60℃烘干后得到脫脂棉H。

8.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S3中，馬弗爐的溫度為200℃，煅燒時間為2～3小時。

9.一種基于生物材料基底的柔性N/SnOx@rGO復合材料，其特征在于，根據權利要求1所述的方法制備而成。

10.一種扣式電池，其特征在于，包括權利要求9所述的基于生物材料基底的柔性N/SnOx@rGO復合材料，將柔性N/SnOx@rGO復合材料作為自支撐生物基底制成電池用負極片，以金屬鈉作為對電極；電解液為含乙基碳酸酯與二甲基碳酸酯的NaPF₆溶液，NaPF₆溶液中的乙基碳酸酯與二甲基碳酸酯的體積比為1:1；隔膜為celgard2400膜；組裝電池的順序依次為負極殼，鈉片，隔膜，負極片，墊片，彈簧片和正極殼，在充滿惰性氣氛的手套箱內裝配成扣式電池。