一种二氧化锡-碳核壳纳米球复合材料、其制备方法及应用技术

本发明专利技术公开了一种二氧化锡‑碳核壳纳米球复合材料、其制备方法及应用，属于锂离子电池电极材料技术领域。所述的二氧化锡‑碳核壳纳米球复合材料为有由氮掺杂碳形成的壳层和碳中均匀镶嵌二氧化锡的核心组成的复合材料，其中导电氮掺杂碳壳层完整包覆二氧化锡‑碳中心纳米球，同时二氧化锡颗粒的粒径约为2nm~5nm，且不含有粒径大于50nm以上的二氧化锡大颗粒。该复合材料不仅有效缓解了SnO

【技术实现步骤摘要】
一种二氧化锡-碳核壳纳米球复合材料、其制备方法及应用
本专利技术属于锂离子电池电极材料
，具体涉及一种二氧化锡-碳核壳纳米球复合材料、其制备方法及应用。
技术介绍
随着电动汽车的快速发展，人们对锂离子电池提出了更高的要求。常用的石墨负极由于比容量低(372mAhg-1)，无法满足高能耗需求。高理论容量的金属氧化物作为高效锂离子电池的替代负极材料受到了广泛的关注。二氧化锡(SnO2)因其理论容量较高(1494mAhg-1)、低毒、天然丰度高而得到了广泛的研究。Sn和Li的合金化过程(Sn+4.4Li+4.4e-⇋Li4.4Sn)对LIBs能力有重要贡献，但该过程由于体积膨胀大(完全锂化时≈300%)，导致磨粉、聚集，容量衰减快，速率性能差。在过去的几十年里，人们为探索SnO2作为下一代阳极付出了大量的努力，但容量衰减快、速率性能差的问题仍然没有得到解决。为了解决这些问题，需要进一步开发先进架构的SnO2基负极材料。合理设计纳米SnO2结构能够有效控制锂化/脱锂化引起的内部应变，是一种能够提供更好可逆性的策略。此外，纳米SnO2还可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种二氧化锡-碳核壳纳米球复合材料的制备方法，其特征在于，过程如下：/n（1）制备粒径范围200nm~500 nm的聚合物微球，并将制得的聚合物微球分散在乙醇中；/n（2）阳离子交换法制备锡聚合物微球：将无水乙酸钠0.7~1.2g 溶解在乙醇中，然后在搅拌下添加上述合成的聚合物微球的乙醇分散液，聚合物微球的添加量为0.1~0.4g，搅拌10~15小时后离心，洗涤沉淀物，然后将洗涤后的固体倒入溶解有0.5~0.8 g SnCl

【技术特征摘要】
1.一种二氧化锡-碳核壳纳米球复合材料的制备方法，其特征在于，过程如下：
（1）制备粒径范围200nm~500nm的聚合物微球，并将制得的聚合物微球分散在乙醇中；
（2）阳离子交换法制备锡聚合物微球：将无水乙酸钠0.7~1.2g溶解在乙醇中，然后在搅拌下添加上述合成的聚合物微球的乙醇分散液，聚合物微球的添加量为0.1~0.4g，搅拌10~15小时后离心，洗涤沉淀物，然后将洗涤后的固体倒入溶解有0.5~0.8gSnCl2•2H2O的乙醇中，搅拌20~30小时，离心，沉淀洗涤，冷冻干燥后得到锡聚合物微球；
（3）制备单分散预氧化纳米球：将锡聚合物微球在空气中以小于5℃min-1的升温速度升温至280~320℃氧化2~5小时，然后将该氧化后的纳米球0.1~0.3g分散到水中，随后转移到反应釜中，在120~180℃下保温4~6小时，待降至室温后，离心分离得到单分散预氧化纳米球；
（4）二氧化锡-碳核壳复合纳米球：将上述预氧化纳米球0.1~0.3g分散在三羟甲基氨基甲烷盐酸缓冲液中，然后加入和预氧化纳米球相同质量的多巴胺并连续搅拌20~30h，通过离心和冷冻干燥得到多巴胺包覆的纳米球，最后，将多巴胺包覆的纳米球在保护气氛下400~600℃煅烧1~5小时，得到二氧化锡-碳核壳纳米球复合材料。


2.根据权利要求1所述二氧化锡-碳核壳纳米球复合材料的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，将无水乙酸钠0.7~1.2g溶解在100mL无水乙醇，将0.5~0.8gSnCl2•2H2O溶解在100mL无水乙醇中，冷冻干燥是指5℃以下冷冻干燥成固体。


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【专利技术属性】
技术研发人员：李奇，刘肖，张翠，白锋，
申请(专利权)人：河南大学，
类型：发明
国别省市：河南;41