本发明专利技术涉及一种锂离子电池用硫化锡/稀土金属负极材料的制备方法，采用水热法得到SnS2/稀土金属（Ce，La，Nd等）材料。本发明专利技术合成的稀土金属（Ce，La，Nd等）掺杂的SnS2材料，由于稀土金属（Ce，La，Nd等）的掺杂，大粒径的稀土金属（Ce，La，Nd等）离子取代Sn离子进入SnS2晶格中，大的晶格结构可以为锂离子的脱嵌提供更大的晶格空间，从而提高容量和循环性能，使得SnS2/稀土金属（Ce，La，Nd等）负极材料的容量高于纯相SnS2的循环性能。本发明专利技术的材料作为锂离子电池的负极材料具有可观的容量和良好的循环性能。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种，具体为制备一种稀土金属掺杂的硫化锡负极材料，即铈、镧、钕等稀土金属(以下简称Ce，La，Nd等)掺杂的硫化锡(以下简称SnS2)锂离子电池负极材料。
技术介绍
锡基材料以其高的理论容量、低成本、低毒性、宽广的实用性是理想的锂离子电池负极材料。文献“《Journal ofPower Sources》，98-97 (2006) pp.198-200”公开了采用声化学法合成的硫化锡材料。方法是将SnCl4.5H20和硫代乙酰胺溶解在水中，再对水溶液在空气中进行声处理，得到不定型的SnS2，而后将其在400°C下煅烧得到晶体SnS2。经过电化学性能测试，其首次放电容量可达到eOOmAhg—1，经过25次循环后放电容量保持^OmAhg—1 (在电流密度0.1C,电压范围0-2.0V)。文献中制备的纯相SnS2具有如下不足=SnS2电极的首次放电容量较低，经过循环后放电保持容量较低(即循环性能欠佳)。这是由于锡在充放电循环过程中，体积发生了膨胀和收缩，引起晶粒破碎，结构崩塌，导致电极的破坏，减少了电极的循环寿命。
技术实现思路
要解决的技术问题为了避免现有技术的不足之处 ，本专利技术提出一种，可以提高纯相SnS2的容量、克服其经过循环后放电保持容量较低(即循环性能欠佳)的不足。技术方案一种锂离子电池用硫化锡/稀土金属负极材料的制备，其特征在于步骤如下:步骤1:将摩尔比为2: 0.02、.2: 5: 0.1的SnCl4.5H20:稀土金属硝酸盐:CH3CSNH2: CTAB溶解在水和乙醇的混合溶液中得到混合物；所述混合溶液为水和乙醇的的体积比为1:4 ;步骤2:将混合物转移至聚四氟乙烯内衬的水热反应釜中，在160_190°C下反应12-36h ；步骤3:再离心分离，洗涤，然后将其放在中空干燥箱中，在45_60°C下干燥得到锂离子电池用硫化锡/稀土金属负极材料。所述稀土金属硝酸盐为Ce (NO3) 3.6H20, La (NO3) 3.6H20 或 Nd (NO3) 3.6H20。有益效果本专利技术提出的一种，采用水热法得到SnS2/稀土金属(Ce,La，Nd等)材料。本专利技术合成的稀土金属(Ce，La，Nd等)掺杂的SnS2材料，由于稀土金属(Ce, La, Nd等)的掺杂,大粒径的稀土金属(Ce, La, Nd等)离子取代Sn离子进入SnS2晶格中，大的晶格结构可以为锂离子的脱嵌提供更大的晶格空间，从而提高容量和循环性能，使得SnS2/稀土金属(Ce, La,Nd等)负极材料的容量高于纯相SnS2的循环性能。本专利技术具有如下的有益效果:1.本专利技术合成了稀土金属(Ce，La，Nd等)掺杂SnS2S多空花状球体，其粒径在100-200nm之间，空隙结构与花状结构都可以有效地提高材料的表面积，从而提高电极材料的容量。3.合成的稀土金属(Ce, La, Nd等)掺杂SnS2,由于稀土金属(Ce, La, Nd等)的掺杂，扩大了 SnS2的晶格结构，为锂离子的脱嵌提供更大的晶格空间，提高了电极材料的容量以及循环性能，改善了单一的SnS2电极的不足。所以，本专利技术的材料作为锂离子电池的负极材料具有可观的容量和良好的循环性能。附图说明图1:是实施例1-3中的产物在电流密度0.1C(0-2.0V)条件下，首次充放电曲线图；图2:是实施例1-3中的产物在电流密度0.1C(0-2.0V)条件下的循环性能图；图3:是实施例3中SnS2/稀土金属(Ce)的SEM图；图4:是实施例3中SnS2/稀土金属(Ce)的TEM图；图5:是实施例1-3中的产物的XRD图。具体实施例方式现结合实施例、附图对本专利技术作进一步描述:实施例1(I)将摩尔比为 2: 0.02: 5: 0.1 的 SnCl4.5Η20: Ce (NO3) 3.6Η20: CH3CSNH2:CTAB溶解在水和乙醇的混合溶液中。(2)将混合物转移至聚四氟乙烯内衬的水热反应釜中，180°C下反应12h。(3)将产物离心分离，洗涤，再将其放在中空干燥箱中，在45°C下干燥得到产物。将实施例1中的产物组装成CR2016扣式电池，以锂片(Φ =16纯度>99.9%)为对电极，以聚丙烯多孔膜(Φ=18)为隔膜，以LiPF6的碳酸乙烯酯(EC)和碳酸二甲酯(DMC) (VEC:VDMC=1:1)的混合溶液作为电解液，CR2016电池是在充满氩气的手套箱中完成。电极是用流延法拉膜而成，所用的浆料为70%(质量百分比)的活性材料、20%的PVDF溶液、10%的导电炭黑、1-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)混合而成，电极膜的衬底为金属铜箔。在电流密度0.1C条件下，进行充放电性能测试，充放电电压范围为0-2.0V0首次充放电曲线如图1所示，循环性能如图2所示。由图可知，产物的首次放电容量可达到1303.7mAhg^，首次充电容量655.9mAhg^，经过50次循环后放电容量保持229.SmAhg—1左右，25次循环后容量在A SOmAhg—1左右。产物的XRD曲线如图5所示。由图可知，晶面(001)，(100)，(101)，(102)，(110)和(111)的峰型和SnSJ^标准峰(标准峰的卡片号:23 - 0677) 一致，没有其它的峰出现。晶胞参数和晶胞体积如表I所示。由表I可知，产物的晶胞参数和晶胞体积(3.65086x5.93077A;68.46 A3)大于标准SnS2(3.6486x5.8992 A； 68.46 A3)的晶胞参数和晶胞体积。从而说明稀土铈的掺杂，没有改变SnS2的晶型，而是进入到了晶格，扩大了 SnS2的晶格结构，为锂离子的脱嵌提供更大的晶格空间，提闻了电极材料的容量以及循环性能。实施例2(I)将摩尔比为 2: 0.04: 5: 0.1 的 SnCl4.5Η20: Ce (NO3) 3.6Η20: CH3CSNH2:CTAB溶解在水和乙醇的混合溶液中。(2)将混合物转移至聚四氟乙烯内衬的水热反应釜中，180°C下反应12h。(3)将产物离心分离，洗涤，再将其放在中空干燥箱中，在45°C下干燥24h得到产物。将实施例2中的产物组装成CR2016扣式电池(方法同实施例1)。在电流密度0.1C条件下，进行充放电性能测试，充放电电压范围为0-2.0V。首次充放电曲线如图1所示，循环性能如图2所示。由图可知，产物的首次放电容量可达到1097.7mAhg_1,充电容量607.6mAhg_1,经过50次循环后放电容量保持358.3mAhg_1左右，25次循环后容量在ASOmAhg—1左右。产物的XRD曲线如图5所示。由图可知，晶面(001)，(100)，(101)，(102)，(110)和(111)的峰型和SnSJ^标准峰(标准峰的卡片号:23 -0677)—致，没有其它的峰出现。晶胞参数和晶胞体积如表I所示。由表I可知，产物的晶胞参数和晶胞体积(3.65223x5.95662A; 68.8 A3)大于标准 SnS2 (3.6486x5.8992 A； 68.46A川I晶胞参数和晶胞体积。从而说明稀土铈的掺杂，没有改变SnS2的晶型，而是进入到了晶格，扩大了 SnS2的晶格结构，为裡尚子的脱嵌提供更大的晶格空间,提闻了电极材料的容量以及循环性能。实施例3`(I)将摩尔比本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种锂离子电池用硫化锡/稀土金属负极材料的制备，其特征在于步骤如下：步骤1：将摩尔比为2﹕0.02~0.2﹕5﹕0.1的SnCl4·5H2O﹕稀土金属硝酸盐﹕CH3CSNH2﹕CTAB溶解在水和乙醇的混合溶液中得到混合物；所述混合溶液为水和乙醇的的体积比为1:4；步骤2：将混合物转移至聚四氟乙烯内衬的水热反应釜中，在160?190℃下反应12?36h；步骤3：再离心分离，洗涤，然后将其放在中空干燥箱中，在45?60℃下干燥得到锂离子电池用硫化锡/稀土金属负极材料。
【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池用硫化锡/稀土金属负极材料的制备，其特征在于步骤如下:步骤1:将摩尔比为2: 0.02、.2: 5: 0.1的SnCl4.5H20:稀土金属硝酸盐:CH3CSNH2: CTAB溶解在水和乙醇的混合溶液中得到混合物；所述混合溶液为水和乙醇的的体积比为1:4 ; 步骤2:将混合物转移至聚四氟乙烯内衬的水热反应釜中，在16 O -1...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄英，王秋芬，赵阳，王科，王岩，丁娟，张伟，宗蒙，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：
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