一种锡碳复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种锡碳复合材料及其制备方法，该锡碳复合材料包括锡基化合物和内表面氮掺杂空心碳，所述锡基化合物均匀分布在所述内表面氮掺杂空心碳内部，有效抑制了锡基化合物在储钠脱钠循环过程中的体积膨胀以及解决了活性物质分散不均匀引起的粉碎问题，进而有效增强了钠离子电池的循环寿命及安全性能；本发明专利技术通过使用高比容量的锡基化合物，极大提升了钠离子电池的能量密度。了钠离子电池的能量密度。了钠离子电池的能量密度。

【技术实现步骤摘要】
一种锡碳复合材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于钠离子电池
，具体涉及一种锡碳复合材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]目前，硬碳由于具有较大的层间距、丰富的孔隙、较低的充电电位、较小的体积膨胀率以及较高的储钠容量等优点，已成为钠离子电池负极的首选材料。然而，尽管硬碳在储钠过程中表现出良好的结构稳定性、较长的循环寿命，但是其较低的工作电压及理论比容量，限制了其在高能量密度场景的应用。
[0003]锡基化合物由于具有结构可控、较高的理论比容量、成本低等优点，受到人们的广泛关注。但是在实际应用中，锡基化合物存在体积膨胀严重、副反应较多、电子导电性差等问题。将体积膨胀率高的锡基化合物置于空心碳的内部，是一种有效的结构设计。但分散不均匀的锡基化合物容易聚集，导致在储钠脱钠的循环过程中因应力集中引起活性物质粉碎，严重影响电化学性能的发挥。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于：提供一种锡碳复合材料，通过在空心碳内表面掺杂氮元素，使得锡基化合物被均匀锚定在空心碳内部，有效抑制了锡基化合物在储钠脱钠循环过程本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锡碳复合材料，其特征在于，所述锡碳复合材料包括锡基化合物和内表面氮掺杂空心碳，所述锡基化合物均匀分布在所述内表面氮掺杂空心碳内部。2.一种根据权利要求1中所述的锡碳复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将正硅酸乙酯加入到乙醇水溶液中混合均匀，再依次加入多巴胺、三羟甲基氨基甲烷缓冲溶液、酚醛树脂、氨水混合均匀后得到混合物A；(2)将步骤(1)中得到的混合物A用去离子水离心洗涤、干燥后在氮气下进行高温碳化得到混合物B；(3)将混合物B放入氢氧化钠溶液中浸泡，再用去离子水离心洗涤、干燥后得到内表面氮掺杂空心碳；(4)将步骤(3)中得到的内表面氮掺杂空心碳加入到乙醇水溶液中混合均匀，再加入含锡物质混合均匀，得到混合物C；(5)在混合物C中加入含硫或含硒物质充分混合进行高温反应后，用去离子水洗涤、干燥，即得到锡碳复合材料。3.根据权利要求2中所述的锡碳复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述乙醇水溶液中的乙醇与去离子水的质量比为1:5～5:1；所述正硅酸乙酯与乙醇水溶液的质量比为1:10～1:30；所述多巴胺与正硅酸乙酯的质量比为1:1～1:10；所述三羟甲基氨基甲烷缓冲溶液中的三羟甲基氨基甲烷与正硅酸乙酯的质量比为1:20～1:50；所述酚醛树脂与正硅酸乙酯的质量比为1:1～1:10；所述氨水中的氨与正硅酸乙酯的质量比为1:3～1:10。4.根据权利要求2中所述的锡碳复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述高温碳化的温度为500℃～1000℃。5.根据权利要求2中所述的锡碳复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，所述乙醇水溶液中的乙醇与去离子水的质量比为1:5～5:1；所述含锡物质与内表面氮掺杂空心碳的质量比为1:5～5:1。6.根据权利要求2中所述的锡碳复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(5)中，所述含硫物质与内表面氮掺杂空心碳的质量比为1:5～5:1；所述含硒物质与内表面氮掺杂空心碳的质量比为1:5～5:1；所述高温反应的温度为100℃～200℃。7.根据权利要求2中所述的锡碳复合材料的制备方法，其特征在于，所述含锡物质为氯化锡、辛酸亚锡、乙酸亚锡、四氯化锡、硝酸锡中的至少一种；所...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚环东，涂健，徐雄文，王志斌，
申请(专利权)人：湖南钠方新能源科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：