碳包覆锡纳米线阵列负极材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种碳包覆锡纳米线阵列负极材料及其制备方法和应用，本发明专利技术碳包覆锡纳米线阵列负极材料包括导电碳包覆层以及被该导电碳包覆层原位包覆的线状纳米锡或锡合金阵列。线状纳米锡或锡合金阵列具有一定的长度，具有很好的柔软性和弹性，而且线状纳米锡之间存在一定的体积变化的缓冲空间，并且线状材料之间是一种三维网状结构，大大增加接触面积，同时导电碳包覆层是导电层，能有效提升传导电子的速度，而且能保证线状纳米锡在脱嵌锂过程中不断裂，改善锡的体积效应和锡表面不稳定SEI的问题，从而大幅度提升锡负极材料电化学性能；本发明专利技术制备方法操作简单，对工艺设备和环境条件要求较低，安全性好，易于大规模生产应用。产应用。产应用。

【技术实现步骤摘要】
碳包覆锡纳米线阵列负极材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及锂离子电池负极材料
，特别涉及一种碳包覆锡纳米线阵列负极材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]锂离子电池具有能量密度高、循环寿命长、电压高、功率大、工作温度范围宽等特性，这些优异的特性使得锂离子电池在消费电子、动力电池和储能三大领域都实现了广泛应用。
[0003]锂离子电池由四大类材料构成，分别是正极、负极、隔膜和电解液，其中正极和负极材料是限制锂离子电池最终性能的关键因素，通过开发高能量密度的正、负极材料能够不断提升电池的能量密度。负极材料作为锂离子电池的核心组成部分，负极的能量密度、库伦效率、循环稳定性等指标直接制约了锂离子电池进一步发展。目前应用于动力电池的负极材料主要是人造石墨，其首周库伦效率较高，一般＞92％，但其比容量较低，这导致使用石墨负极材料的动力电池能量密度受到限制，很难突破300Wh/kg。要想实现电池能量密度的进一步突破，必须使用新型高容量合金负极材料，如硅、锡基材料。
[0004]锡基材料因为其容量高(最高比容量可达9本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种碳包覆锡纳米线阵列负极材料，其特征在于，其包括导电碳包覆层以及被该导电碳包覆层原位包覆的线状纳米锡或锡合金阵列，其中单质锡或者锡合金占总重量75～95wt％。2.根据权利要求1所述碳包覆锡纳米线阵列负极材料，其特征在于，所述单质锡或者锡合金占总重量80～90wt％。3.根据权利要求1所述碳包覆锡纳米线阵列负极材料，其特征在于，所述线状纳米锡的直径为20nm～500nm，长度为200nm～50um。4.根据权利要求1所述碳包覆锡纳米线阵列负极材料，其特征在于，所述锡合金为锡铝合金、锡铜合金、锡银合金、锡锑合金和锡镁合金中的一种或多种。5.一种制备权利要求1
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4中任一项所述的碳包覆锡纳米线阵列负极材料的方法，其包括以下步骤：(1)在泡沫铜、泡沫镍、泡沫铁、泡沫铝、泡沫钛中的一种或几种组合的孔洞中加入一种或几种组合的可溶性锡盐；若所需是锡合金，则再加入相对应的其他元素的可溶性的盐，然后再一起移至反应釜中，加入溶剂；(2)通过水热法反应或加入共沉淀剂进行共沉淀，接着进行过滤、洗涤、真空烘干后获得泡沫铜、泡沫镍、泡沫铁、泡沫铝、泡沫钛中的一种或几种负载的纳米锡化合物或氧化物材料；(3)对步骤(2)所获得的泡沫铜、泡沫镍、泡沫铁、泡沫铝、泡沫钛中的一种或几种负载的纳米锡化合物或氧化物材料进行还原包覆，再去掉泡沫物质，制得碳包覆锡纳米线阵列负极材料。6.根据权利要求5所述的碳包覆锡纳米线阵列负极材料的方法，其特征在于，所述步骤(1)中的溶剂为水、甲醇、乙醇、丙醇、...

【专利技术属性】
技术研发人员：金周，黄学杰，闫勇，胡保安，王丕涛，
申请(专利权)人：松山湖材料实验室，
类型：发明
国别省市：