[發(fā)明專利]一種鋰離子電池二硫化錫/碳負(fù)極復(fù)合材料及其制備方法與應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011476866.1
• 申請日: 2020-12-14
• 公開（公告）號: CN112599740B
• 公開（公告）日: 2022-06-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫俊才;劉坤;李嵩;滿建宗;王昕宇
• 申請（專利權(quán)）人: 大連海事大學(xué)
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/58;H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責(zé)任公司 21212
• 代理人: 周媛媛;李馨

本發(fā)明公開了一種鋰離子電池二硫化錫/碳負(fù)極復(fù)合材料及其制備方法與應(yīng)用，屬于鋰離子電池材料領(lǐng)域。包括以下步驟：(1)將含錫化合物粉末放入管式爐中，在保護(hù)氣氛下進(jìn)行高溫?zé)峤夥磻?yīng)，獲得的樣品用去離子水清洗，即可得到錫碳復(fù)合材料；(2)錫碳復(fù)合材料溶于去離子水中，超聲分散得到溶液A；(3)將硫脲加入到步驟(2)得到的溶液A中，攪拌獲得溶液B；(4)將得到的溶液B轉(zhuǎn)移至反應(yīng)釜中，進(jìn)行水熱反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后自然冷卻至室溫，得到沉淀C；(5)將沉淀C依次用去離子水、無水乙醇離心洗滌，置于真空干燥箱中干燥，得到二硫化錫/碳復(fù)合材料。本發(fā)明方法工藝簡單、成本低，可大量合成且產(chǎn)率高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種鋰離子電池負(fù)極材料的制備方法，具體涉及一種鋰離子電池二硫化錫/碳負(fù)極復(fù)合材料及其制備方法與應(yīng)用，屬于鋰離子電池材料領(lǐng)域。

背景技術(shù)

如今，由于化石能源的大規(guī)模使用，環(huán)境污染問題受到了廣泛的關(guān)注，為了延緩甚至阻止環(huán)境退化的進(jìn)程，人們逐漸傾向于使用清潔無污染的能源，而鋰離子電池則是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。鋰離子電池具有循環(huán)性能好、能量密度高、無記憶效應(yīng)、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，已成功地取代了傳統(tǒng)的鉛酸蓄電池并商業(yè)化。商業(yè)石墨負(fù)極只能提供372mAh/g的比容量，這就要求我們尋找高性能的負(fù)極材料來滿足人類日益增長的能源需求。目前錫基材料由于具有較高的理論比容量受到了極大地關(guān)注，其中，層狀二硫化錫材料由于其獨(dú)特的CdI2層狀六角結(jié)構(gòu)有利于鋰的嵌入和脫出，被認(rèn)為是最具有前景的負(fù)極材料之一。然而，較大的體積膨脹和低的電導(dǎo)率是限制其實(shí)際應(yīng)用的兩個(gè)關(guān)鍵問題。

通常，二硫化錫與碳材料復(fù)合以減輕體積膨脹和提高電導(dǎo)率。例如，CN107394129A公開了一種二硫化錫-碳納米管復(fù)合電極材料的制備方法，以硫代乙酰胺、五水四氯化錫和多壁碳納米管分別作為硫源、錫源和碳源，通過水熱法來制得二硫化錫-碳納米管復(fù)合材料(劉輝，鄧璐等[P])。最近，Wu等人以硫脲、五水四氯化錫和還原氧化石墨烯分別作為硫源、錫源和碳源，采用水熱和低溫化學(xué)氣相沉積技術(shù)制備了三元化合物SnS₂/C-rGO(Y.-Q.Wu,Y.-S.Zhao,W.-J.Meng,et al.Nanoplates-assembled SnS₂nanoflowers with carboncoating anchored on reduced graphene oxide for high performance Li-ionbatteries.Applied Surface Science,2021,539,148283-148291)。目前，主要通過水熱法來合成二硫化錫/碳復(fù)合材料，在制備過程中，錫源和碳源是以兩種不同的物質(zhì)加入溶劑中，它們的來源也不同。這樣的制備過程比較繁瑣，極大地增加了原材料成本，不利于大規(guī)模生產(chǎn)。因此，合成一種來自于同一物質(zhì)的錫源和碳源的復(fù)合材料，且能夠降低原材料成本，簡化制備過程，這對工業(yè)化生產(chǎn)具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種鋰離子電池二硫化錫/碳負(fù)極復(fù)合材料的制備方法，其制備過程簡單。

本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種二硫化錫/碳復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)將含錫化合物放入管式爐中，在保護(hù)氣氛下進(jìn)行高溫?zé)峤夥磻?yīng)，在管式爐中升溫到一定溫度，保溫一段時(shí)間，反應(yīng)完成后，自然冷卻至室溫，獲得的樣品用水清洗，即可得到錫碳復(fù)合材料；

(2)將一定量的錫碳復(fù)合材料溶于水中，超聲分散，得到溶液A；

(3)將一定量硫脲加入到步驟(2)得到的溶液A中，攪拌，得溶液B；

(4)將步驟(3)得到的溶液B轉(zhuǎn)移至反應(yīng)釜中，進(jìn)行水熱反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后自然冷卻至室溫，得到沉淀C；

(5)將步驟(4)得到的沉淀C依次用水、無水乙醇離心洗滌，隨后置于真空干燥箱中干燥，得到二硫化錫/碳復(fù)合材料。