[發(fā)明專利]用于鋰離子電池負極的二氧化錫/碳@二氧化鈦微米球復合材料及其制備方法與應用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011603854.0
• 申請日: 2020-12-29
• 公開（公告）號: CN112768648B
• 公開（公告）日: 2022-08-26
• 發(fā)明（設計）人: 韓文杰;秦顯營;羅丹;李寶華
• 申請（專利權）人: 深圳石墨烯創(chuàng)新中心有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/38;H01M4/485;H01M4/583;H01M4/62;H01M10/0525;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 北京知呱呱知識產權代理有限公司 11577
• 代理人: 丁彥峰

本發(fā)明公開了一種用于鋰離子電池負極的二氧化錫/碳@二氧化鈦(SnO₂/C@TiO₂)微米球復合材料及其制備方法與應用，所述方法包括以下步驟：通過油包水的方法制備SnO₂/PVA微米球，將所述SnO₂/PVA微米球與第二溶液反應得到SnO₂/PVA@TiO₂微米球，將所述SnO₂/PVA@TiO₂微米球進行氧化、碳化處理，得到所述SnO₂/C@TiO₂微米球復合材料；其中，所述第二溶液為含鈦酸四丁酯、氨水的無水乙醇溶液。本發(fā)明的SnO₂/C@TiO₂微米球復合材料，外面包覆一層厚薄可控的TiO₂層，TiO₂納米殼層為復合材料的整體結構提供了穩(wěn)固的結構支撐、框架保護，內部的空隙為SnO₂充放電過程的體積變化提供充足空間，由PVA高分子裂解得到的碳，提高了復合材料的導電性，SnO₂/C@TiO₂微米球復合材料表現(xiàn)出良好的倍率性能，高的比容量密度和優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性。

技術領域

本發(fā)明涉及納米材料技術領域，具體涉及一種用于鋰離子電池負極的二氧化錫/碳@二氧化鈦微米球復合材料及其制備方法與應用。

背景技術

SnO₂材料被廣泛的認為是有潛力替代石墨負極材料，成為下一代鋰離子電池負極材料的新型鋰離子電池負極材料，較傳統(tǒng)商業(yè)化鋰離子電池負極材料石墨負極而言，SnO₂其具有更高的理論比容量，良好的安全性能，以及環(huán)境友好等優(yōu)點，但SnO₂負極材料充放電過程中伴隨著劇烈體積變化以及不穩(wěn)定性，嚴重限制了其大規(guī)模的商業(yè)化應用。TiO₂材料作為鋰離子電池負極材料時，充放電過程中具有良好的穩(wěn)定性，體積幾乎不發(fā)生變化，但其理論比容量低的特性限制了其商業(yè)化應用。將SnO₂材料和TiO₂材料相復合制備新型SnO₂@TiO₂復合材料，應用于鋰離子電池是解決以上問題的有效途徑。但是，現(xiàn)有技術方法制備的SnO₂@TiO₂復合材料，存在著復合材料導電性能差、循環(huán)性能相對不足的缺陷，亟待進一步改進。

發(fā)明內容

為此，本發(fā)明提供了一種用于鋰離子電池負極的SnO₂/C@TiO₂微米球復合材料及其制備方法與應用。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案：

本發(fā)明提供一種用于鋰離子電池負極的二氧化錫/碳@二氧化鈦(SnO₂/C@TiO₂)微米球復合材料的制備方法，所述方法包括以下步驟：

通過油包水的方法制備SnO₂/PVA微米球，將所述SnO₂/PVA微米球與第二溶液反應得到SnO₂/PVA@TiO₂微米球，對所述SnO₂/PVA@TiO₂微米球進行氧化、碳化處理，得到所述SnO₂/C@TiO₂微米球復合材料；

其中，所述第二溶液為含鈦酸四丁酯、氨水的乙醇溶液。

具體的，將SnO₂/PVA微米球浸泡在第二溶液中，在30-80℃的溫度環(huán)境中攪拌0.1-50h，得到SnO₂/PVA@TiO₂微米球，TiO₂層的薄厚可以通過浸泡時間的長短進行控制。

本發(fā)明的一個實施例中，所述第二溶液中，鈦酸四丁酯的質量百分比為0.5-10％，氨水與鈦酸四丁酯的質量比值為0.01-0.5。