【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种核壳结构铁锡氧化物包覆白炭黑锂离子电池负极材料及其制备方法，属于储能材料领域。
技术介绍
1、锂离子电池因具有使用方便、环境污染少、不受地域限制、转化效率高、比能量和比功率高等优点而广受关注。随着电子设备和电动汽车等领域的快速发展，对锂离子电池的性能提出了更高的要求。
2、石墨是目前商业化锂离子电池常用负极材料，但其理论比容量仅为372mah/g，无法满足新能源产业以及新能源汽车产业对于储能器件在能量密度方面的要求。与传统的石墨负极相比，硅在室温下可与锂形成li15si4合金，理论容量可达3590mah/g，是石墨理论比容量的近十倍左右。研究表明，白炭黑负极材料在嵌锂过程中易生成电化学不可逆相的li2o有缓冲作用，另外，白炭黑材料中存在较强的si-o键，其键强是si-si键的两倍，因此sio负极材料在充放电过程中有较小的体积效应。综上所述，白炭黑因其独特的微观结构和较高的容量(>1400mah/g)备受关注。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在“锂离子电池常用负极材料储锂性能和循环稳定性能不佳”的问题，提出一种核壳结构铁锡氧化物包覆白炭黑锂离子电池负极材料及其制备方法。
2、为解决上述技术问题，本专利技术采取的技术方案是，一种核壳结构铁锡氧化物包覆白炭黑锂离子电池负极材料的制备方法，包括以下步骤：
3、1)将聚对苯二甲酸乙二醇酯塑料颗粒加入乙醇中并混合均匀，得到混合物a；
4、2)将氯化铁、氯化锡加入去离子水
5、3)将得到的混合物a、混合物b混合搅拌，得到混合溶液；
6、4)将白炭黑加入混合溶液中，超声至分散均匀，获得混合物c；
7、5)将混合物c通入等离子体反应装置中，通过离子体反应装置放电进行反应；放电反应后进行离心分离，然后洗涤、干燥，得到固体产物d；
8、6)将固体产物d进行热处理，得到核壳结构铁锡氧化物包覆白炭黑锂离子电池负极材料。
9、优化的，上述核壳结构铁锡氧化物包覆白炭黑锂离子电池负极材料的制备方法，步骤1)中，聚对苯二甲酸乙二醇酯塑料颗粒与乙醇的质量比为1:16.5，聚对苯二甲酸乙二醇酯塑料颗粒与氯化铁的质量比为1:0.79；
10、步骤2)中，氯化铁、氯化锡的摩尔比为1:1，混合物b的浓度为0.0175g/ml；
11、在步骤4)中，白炭黑与氯化铁的质量比为1:1.09。
12、优化的，上述核壳结构铁锡氧化物包覆白炭黑锂离子电池负极材料的制备方法，步骤1)和步骤2)中，所述乙醇的浓度为99.7％；步骤1)和步骤2中，乙醇与水溶液的体积比为1:4。
13、优化的，上述核壳结构铁锡氧化物包覆白炭黑锂离子电池负极材料的制备方法，步骤4)中，超声至分散均匀时，超声的温度为室温，超声时间为0.5至2小时。
14、优化的，上述核壳结构铁锡氧化物包覆白炭黑锂离子电池负极材料的制备方法，步骤5)中，通过离子体反应装置放电进行反应的放电时间为1至2小时，放电电压为7至9千伏。
15、优化的，上述核壳结构铁锡氧化物包覆白炭黑锂离子电池负极材料的制备方法，
16、在步骤6)中，将固体产物d以400～700℃的温度进行热处理，并持续0.5～24h，即得到核壳结构铁锡氧化物包覆白炭黑锂离子电池负极材料。
17、优化的，上述核壳结构铁锡氧化物包覆白炭黑锂离子电池负极材料的制备方法，在步骤6)中，热处理是在氮气或者空气的气氛下进行的。
18、一种核壳结构铁锡氧化物包覆白炭黑锂离子电池负极材料，使用上述的制备方法制备。外壳为铁锡氧化物，内核为白炭黑，外壳和内核之间具有空腔。
19、本申请的有益效果为：
20、本专利技术核壳结构铁锡氧化物包覆白炭黑锂离子电池负极材料的制备，是以聚对苯二甲酸乙二醇酯塑料颗粒为有机配体来源，以氯化铁、氯化锡作为金属盐，对白炭黑通过等离子体方法包覆铁锡双金属有机骨架材料，之后在一定温度和气氛下煅烧，金属有机骨架轰塌生成多孔铁锡双金属氧化物，同时还产生了气体，使铁锡双金属氧化物在白炭黑表面形成包覆，同时可产生一定体积的空腔结构。
21、与现有的核壳结构硅基复合材料相比，本申请的制备方法简单有效，是一种反应温度低，工艺简单，效率快，能够实工业化生产的方法。本专利技术使用的白炭黑为气相白炭黑，价格低廉，粒径小，纯度高分散性能好、具有多孔性，使获得的白炭黑负极材料具有颗粒尺寸小、比表面积大的优点。通过等离子体的一步反应可得目标结构产品的前驱体，后续热处理步骤可进一步调控产品的储锂性能，依据本专利技术的制备方法得到的最终产品外壳为多孔铁锡氧化物，在脱嵌锂过程中具有稳定的结构；内部核心为白炭黑，可以提供高的比容量；核壳之间具有一定的空腔体积，可以缓冲硅脱嵌锂过程中的体积效应，从而使该负极材料具有良好的电化学性能。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种核壳结构铁锡氧化物包覆白炭黑锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的核壳结构铁锡氧化物包覆白炭黑锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于：
3.根据权利要求1所述的核壳结构铁锡氧化物包覆白炭黑锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于：
4.根据权利要求1所述的核壳结构铁锡氧化物包覆白炭黑锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于：
5.根据权利要求4所述的核壳结构铁锡氧化物包覆白炭黑锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于：
6.根据权利要求1所述的核壳结构铁锡氧化物包覆白炭黑锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于：
7.根据权利要求6所述的核壳结构铁锡氧化物包覆白炭黑锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于：
8.一种核壳结构铁锡氧化物包覆白炭黑锂离子电池负极材料，其特征在于：使用权利要求1至7任一所述的制备方法制备。
9.根据权利要求8所述的核壳结构铁锡氧化物包覆白炭黑锂离子电池负极材料，其特征在于：
【技术特征摘要】
1.一种核壳结构铁锡氧化物包覆白炭黑锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的核壳结构铁锡氧化物包覆白炭黑锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于：
3.根据权利要求1所述的核壳结构铁锡氧化物包覆白炭黑锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于：
4.根据权利要求1所述的核壳结构铁锡氧化物包覆白炭黑锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于：
5.根据权利要求4所述的核壳结构铁锡氧化物包覆白炭黑...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。