一种锂电池锡基负极材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种锂电池锡基负极材料的制备方法，其步骤如下：(1)将0.8 g草酸亚锡、0.23g硫酸钛和0.11g氧化石墨烯混合加入至40ml去离子水，搅拌至完全溶解，得到混合溶液；(2)将上述混合溶液中加入0.448g氟化铵，搅拌半小时后装入到聚四氟乙烯反应釜中，在为120℃‑180℃温度下水热反应6h‑72h；(3)将上述水热反应后的混合溶液倒去上层清液，再用去离子水和乙醇过滤、洗涤，去除杂质离子；(4)将步骤(3)中所得到的去除了杂质离子的样品放在100℃‑120℃温度下真空干燥4h‑18h，得到干燥后的粉体；(5)将上述干燥后的粉体放在180℃‑250℃温度下真空热处理0h‑8h，热处理后得到锂电池锡基负极材料。该方法制备工艺简易，制备成本较低，该负极材料的循环性能稳定，电子传输率高，循环200圈后电池容量仍可以达到455.3mAh/g。

【技术实现步骤摘要】
一种锂电池锡基负极材料的制备方法
本专利技术涉及一种锂电池锡基负极材料的制备方法，属于锂离子电池材料

技术介绍
锂离子电池是高容量、大功率电池。为了满足不断增长的应用需求，锂离子电池应该同时具备循环稳定性能好，可逆容量高，快速充放电等电化学性能。这些电化学性能要求在循环过程中，锂离子在负极材料结构中的迁移路线要尽可能短，锂离子在其结构中反复嵌入和脱出所引起的体积变化要尽可能小，负极材料本身的储锂容量要尽可能的高。然而目前商品化的锂电池负极材料多为石墨，由于石墨比容量较低，存在安全隐患。为了满足人们对电池性能的需求，提高锂离子电池的负极材料的电化学性能是发展的方向。目前，锡基负极材料已成为人们研究的热点，锡基材料具有较高的理论比容量，常见的锡的氧化物包括SnO2(理论比容量782mAh-1)，SnO（理论比容量875mAhg-1)，比石墨的理论容量高很多。但在充放电过程中，锡基材料体积变化较大，导致其循环性能比较低。目前，很多科研工作者着力于锡基材料的改进，通过掺杂一些化合物来提高锡基材料的导电性，降低循环过程中中体积膨胀，从而提高其电化学循环性能和倍率性能。CaixuanXu等人利用Zr掺杂SnO2制备负极材料，有效的提高了材料的导电性，减少了充放电过冲中的体积膨胀；杨同欢等人利用碳包覆SnO2制备负极材料，有效的抑制了SnO2的团聚，提高了电池容量。这些研究虽然使得电池的导电性得到了提高，抑制了循环过程中的体积膨胀，但是，这些电池制备成本高，循环稳定性相对较弱，随着循环圈数的增加，电池的容量不断降低。
技术实现思路
针对现有技术存在的技术问题，本专利技术提供了一种锂电池锡基负极材料的制备方法，该方法制备工艺简易，制备成本较低，该负极材料的循环性能稳定，电子传输率高。本专利技术通过以下技术方案解决上述技术问题：本专利技术提供了一种锂电池锡基负极材料的制备方法，该方法包括下述步骤：(1).将0.8g的草酸亚锡、0.23g的硫酸钛和0.11g的氧化石墨烯混合加入至40ml的去离子水，搅拌至完全溶解，得到混合溶液；(2).将步骤(1)中得到的混合溶液中加入0.448g的氟化铵，搅拌半小时后装入到聚四氟乙烯反应釜中，在120℃-180℃温度下水热反应6h-72h；(3).将步骤(2)中得到的水热反应后的混合液倒去上层清液，再用去离子水和乙醇过滤、洗涤，去除杂质离子；(4).将步骤(3)中所得到的去除了杂质离子的样品放在100℃-120℃温度下真空干燥4h-18h，得到干燥后的粉体；(5).将步骤(4)中得到的干燥后的粉体放在180℃-250℃温度下真空热处理1h-8h，热处理后得到锂电池锡基负极材料。本专利技术的锂电池锡基负极材料具有的优点：本专利技术的锂离子电池负极材料制备方法简易，成本较低；该方法将草酸亚锡、硫酸钛、氧化石墨烯、氟化铵复合制备得到锂电池锡基负极材料，该负极材料中能产生一些空隙，有效的缓冲循环过程中锡基材料的体积膨胀，提高锡基负极材料的循环性能，降低方块电阻小，提高电子传输率；将采用本专利技术的负极材料制得的电极片组装成扣式电池进行充放电性能测试，在充放电测试循环200圈后，电池容量仍能达到455.3mAh/g，其方块电阻为10.64Ω/□。具体实施方式以下实施例中的原料来源如下：草酸亚锡、氟化铵、乙醇、硫酸钛均为市售产品。氧化石墨烯（GO）：采用Hummers法制备氧化石墨烯（SashaStankovich,RichardD.Piner,SonBinhT.Nguyen,RodneyS.Ruoff.Synthesisandexfoliationofisocyanate-treatedgrapheneoxidenanoplatelets.Carbon2006,44,3342–3347.）。下面通过实施例对本专利技术进行详细说明。实施例一种锂电池锡基负极材料的制备方法，该方法包括下述步骤：(1).将0.8g的草酸亚锡、0.23g的硫酸钛和0.11g的氧化石墨烯混合加入40ml去离子水，搅拌至完全溶解，得到混合溶液；(2).将步骤(1)的得到的混合溶液中加入0.448g的氟化铵，搅拌半小时后装入聚四氟乙烯的反应釜中，在180℃水热反应48h；(3).将步骤(2)中得到的水热反应后的混合溶液倒去上层清液，再用去离子水和乙醇过滤洗涤，去除杂质离子；(4).将步骤(3)中得到的去除了杂质离子的样品放在120℃温度下真空干燥12h，得到干燥后的粉体；(5).将步骤(4)中得到的干燥后的粉体放在200℃下真空热处理2.5h，热处理后得到锂电池锡基负极材料；负极材料压片后的方块电阻为10.64Ω/□，热处理对TiGFTO复合物影响不大，复合物电化学性能较为稳定。为验证实施例制得的锂电池锡基负极材料的充放电效果，将制备得到的负极材料制成电极，电极的制备如下：将0.01g聚偏氟乙烯放入5ml烧杯中，滴入数滴二甲基甲酰胺，搅拌2h至全部溶解，得混合溶液；将0.08g所得锂电池锡基负极材料与0.01g的乙炔黑混合研磨均匀，加入上述混合溶液中，搅拌6h；然后涂抹在经过乙醇清洗过的铜箔上，在120℃下真空干燥12h，干燥后切片，制得电极片后组装成扣式电池进行充放电性能测试，其测试结果分别是：首圈容量为1130.9mAh/g，循环50圈后，容量降为467.3mAh/g，循环200圈后，容量仍保持在455.3mAh/g，循环性能很稳定；负极材料压片后的方块电阻为10.64Ω/□，电子传输率较高。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锂电池锡基负极材料的制备方法，其特征在于，该方法包括下述步骤：(1) 将0.8 g的草酸亚锡、0.23g的硫酸钛和0.11g的氧化石墨烯混合加入至40ml的去离子水，搅拌至完全溶解，得到混合溶液；(2) 将步骤(1)中得到的混合溶液中加入0.448g的氟化铵，搅拌半小时后装入到聚四氟乙烯反应釜中，在为120℃‑180℃温度下水热反应6h‑72h；(3) 将步骤(2)中得到的水热反应后的混合溶液倒去上层清液，再用去离子水和乙醇过滤、洗涤，去除杂质离子；(4) 将步骤(3)中所得到的去除了杂质离子的样品放在100℃‑120℃温度下真空干燥4h‑18h，得到干燥后的粉体；(5) 将步骤(4)中得到的干燥后的粉体放在180℃‑250℃温度下真空热处理10h‑8h，热处理后得到锂电池锡基负极材料。

【技术特征摘要】
1.一种锂电池锡基负极材料的制备方法，其特征在于，该方法包括下述步骤：(1)将0.8g的草酸亚锡、0.23g的硫酸钛和0.11g的氧化石墨烯混合加入至40ml的去离子水，搅拌至完全溶解，得到混合溶液；(2)将步骤(1)中得到的混合溶液中加入0.448g的氟化铵，搅拌半小时后装入到聚四氟乙烯反应釜中，在为120℃-180℃温度下水热反应6h-72...

【专利技术属性】
技术研发人员：施利毅，袁帅，巴超群，王帅，王竹仪，赵尹，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：上海,31