一种基于石墨烯复合的部分非晶化二氧化锡三维自组装锂离子电极材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种基于石墨烯复合的部分非晶化二氧化锡三维自组装锂离子电极材料，由过渡金属氧化物和碳材料组成，在所述的电极材料中，所述的过渡金属氧化物的质量分数为60～80％，余量为碳材料。本发明专利技术还提供了上述电极材料的制备方法，将碳材料预先氧化处理，再通过水热自组装成三维凝胶，然后与锡盐在低温水热条件下进行水解反应生成部分非晶化的二氧化锡与三维碳材料复合的锂离子电池负极材料。通过本发明专利技术的方法制得的基于石墨烯复合的部分非晶化二氧化锡三维自组装锂离子电极材料具有高容量、循环稳定性好的特点。本发明专利技术提供的方法，制备方法简单、成本低廉。

A three dimensional self assembled lithium ion electrode material based on graphene composite and its preparation method

The invention provides a lithium ion electrode material graphene composite based on three-dimensional self-assembly, composed of transition metal oxides and carbon materials on the electrode materials in the mass fraction of the transition metal oxide is 60 ~ 80%, the balance of carbon materials. The invention also provides a preparation method of the electrode material, carbon material pre oxidation treatment by hydrothermal self-assembly into three-dimensional gel, then the cathode material of lithium ion battery, two tin oxide hydrolysis reaction to amorphous and three-dimensional carbon composite with tin salt in low temperature hydrothermal conditions. The two tin oxide anode material prepared by the method of the invention has the characteristics of high capacity and good cycle stability. The method provided by the invention, the preparation method is simple and low cost.

【技术实现步骤摘要】
一种基于石墨烯复合的三维自组装的锂离子电极材料及其制备方法
本专利技术属于材料学领域，涉及一种锂离子电极材料，具体来说是一种基于石墨烯复合的三维自组装的锂离子电极材料及其制备方法。
技术介绍
随着经济社会的迅猛发展和日新月异的科技创新，我们对于能源的需求也将呈指数式的增长，因而传统的化石能源的供应也远远不能满足世界上十几亿人口的生活。锂离子电池二次电池具有能量密度高、工作电压高、无记忆效应和绿色环保等优点，现已广泛应用于各类电子器件以及便携式设备。然而作用商用的锂离子负极材料石墨的比容量仅有372mAh/g，这使得其在大功率设施如混合电动车、公交、智能电网等应用上非常受限。过渡金属氧化物具有很高的理论容量(>600mAh/g)，是目前替代石墨成为最有潜力实现高能领域发展的负极材料。其中，二氧化锡负极材料理论比容量为1493mAh/g，除此之外，低廉、环保等优点使其成为热门的研究材料。二氧化锡负极材料的电化学反应机理主要包含两大步骤。首先二氧化锡会与锂离子发生不可逆的转发生成锡金属和氧化锂，随后锡金属在进一步被锂还原生成一系列的锡锂合金，反应过程的方程式即如下所示：SnO2+4L本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于石墨烯复合的三维自组装的锂离子电极材料, 其特征在于:由过渡金属氧化物和碳材料组成，在所述的电极材料中，所述的过渡金属氧化物的质量分数为 60～80%，余量为碳材料。

【技术特征摘要】
1.一种基于石墨烯复合的三维自组装的锂离子电极材料,其特征在于:由过渡金属氧化物和碳材料组成，在所述的电极材料中，所述的过渡金属氧化物的质量分数为60～80%，余量为碳材料。2.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯复合的三维自组装的锂离子电极材料,其特征在于:所述的碳材料为石墨烯、单壁碳纳米管、多壁碳纳米管、碳纳米棒、碳纳米线、碳纳米棍、碳纤维中的任意一种，或者石墨烯与单壁碳纳米管、多壁碳纳米管、碳纳米棒、碳纳米线、碳纳米棍、碳纤维中的任意一种的混合。3.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯复合的三维自组装的锂离子电极材料,其特征在于:所述的过渡金属为锡盐，所述的锡盐为二氧化锡。4.权利要求1所述的一种基于石墨烯复合的三维自组装的锂离子电极材料的制备方法,其特征在于包括以下步骤:步骤一,将石墨采用Hummers法氧化处理得到碳材料，然后配制成7～15mg/ml氧化的的碳材料水溶液；步骤二,将步骤一中所述氧化的碳材料水溶液进行超声分散后加入吡咯，所述的吡咯的质量为氧化的碳材料的1～5%，制得前驱体溶液；...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑时有，孙大林，王静，杨俊和，
申请(专利权)人：上海理工大学，
类型：发明
国别省市：上海,31