[發明專利]一種碳硅包覆二氧化錫復合物及其制備方法與作為鋰離子電池負極材料的應用

有效

• 申請號: 202110586809.7
• 申請日: 2021-05-27
• 公開（公告）號: CN113314702B
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發明（設計）人: 于陽;陳健強
• 申請（專利權）人: 南京林業大學
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/48;H01M4/62;H01M10/0525;C01B32/05;C01B32/205;C01B33/02;C01G19/02
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 徐芝強;肖明芳

1.一種碳硅包覆二氧化錫復合物的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

（1）將磨碎的生物質和離子液體混合，經碳化后獲得石墨度高、雜原子摻雜的生物碳；

（2）將硅粉和SnO₂納米顆粒按照摩爾比為（1~3）:1混合，然后按照轉速為500~600轉/min球磨6~12 h，得到硅氧化合物包覆二氧化錫納米顆粒，并在球磨過程中，硅還原了SnO₂納米顆粒，生成了單質Sn；

（3）將步驟（1）得到的生物碳加入到步驟（2）得到的硅氧化合物包覆二氧化錫納米顆粒中，繼續球磨得到生物碳硅包覆二氧化錫復合物；

（4）將步驟（3）得到的生物碳硅包覆二氧化錫復合物過篩即得；

所述碳硅包覆二氧化錫復合物的結構組成為C/SiO_x@SnO₂，且含有單質Sn；

所述碳硅包覆二氧化錫復合物作為鋰離子電池負極材料。

2.根據權利要求1所述的碳硅包覆二氧化錫復合物的制備方法，其特征在于，步驟（1）中，所述的生物質選自廢木屑、秸稈、玉米桿、稻殼、甘蔗渣、纖維素、木質素、棉花中的任意一種或兩種以上的組合；

所述的離子液體中，陽離子選自烷基咪唑、烷基吡啶或雙烷基咪唑季銨鹽中的任意一種，陰離子選自磷酸二氫根、四氯化鐵離子或醋酸根中的任意一種。

3.根據權利要求1所述的碳硅包覆二氧化錫復合物的制備方法，其特征在于，步驟（1）中，所述的生物質與離子液體按照質量比為1:2~5進行攪拌混合，攪拌速率為400~500轉/分鐘，攪拌時間為6~10h。

4.根據權利要求1所述的碳硅包覆二氧化錫復合物的制備方法，其特征在于，步驟（1）中，所述的碳化在氮氣保護下進行，以升溫速率1~5℃/min升溫至1000~1600℃下保溫2~6h，然后以降溫速率為5~10℃/min冷卻至室溫。

5.根據權利要求1所述的碳硅包覆二氧化錫復合物的制備方法，其特征在于，步驟（3）中，生物碳與硅氧化合物包覆二氧化錫納米顆粒按照摩爾比（1~3）：1混合，然后以轉速為500~600轉/min球磨6~12 h。

6.根據權利要求1所述的碳硅包覆二氧化錫復合物的制備方法，其特征在于，步驟（4）中，所述的生物碳硅包覆二氧化錫復合物過篩后的粉末粒徑小于100目。

7.權利要求1~6中任意一項制備方法制備得到的碳硅包覆二氧化錫復合物。

8.權利要求7所述的碳硅包覆二氧化錫復合物作為鋰離子電池負極材料的應用。

9.一種鋰離子電池，其特征在于，其負極采用權利要求8所述的碳硅包覆二氧化錫復合物制成。