[发明专利]由纳米棒组成的二氧化锡纳米空心球的制备及其在锂电池中的应用

说明书

技术领域

本发明属于纳米材料及其应用技术领域，更具体涉及一种由纳米棒组成的二氧化锡纳米 空心球的制备及其在锂电池中的应用。

背景技术

二氧化锡作为一种重要的半导体材料，具有很好的光电性能，广泛的用于电子元器件生 产、搪瓷色料、锡盐制造、大理石及玻璃的磨光剂，制造不透明玻璃、防冻玻璃和高强度玻 璃等等。近些年来，二氧化锡纳米材料(如纳米带、纳米线、纳米粒子、空心球)被广泛的研 究和应有，制备方法也比较多样，但是都很繁琐。还未有制备由纳米棒组成的二氧化锡纳米 空心球及其应用的相关专利的报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种由纳米棒组成的二氧化锡纳米空心球的制备及其在锂电池中的 应用，该SnO₂纳米空心球由纳米棒组成，该方法操作简便、成本低、纯度高、性能优异，无 污染。

本发明的由纳米棒组成的SnO₂纳米空心球的制备具体步骤为：将硫酸亚锡(0.054g)加入 到50ml的去离子水中，然后将硫酸亚锡水溶液转入聚四氟乙烯衬底的不锈钢反应釜中，于 200℃温度下水热反应1天，所得产物用去离子水洗过滤3次，70℃烘干4小时，得到高纯度的 由纳米棒组成的SnO₂纳米空心球。所述的制备出的SnO₂纳米空心球用于锂离子电池、气体敏 感器或太阳能电池等等

本发明的纳米棒组成的SnO₂纳米空心球，该方法操作简便、成本低、纯度高、性能优 异，无污染。作为锂电池负极材料具有很高的比容量和较好的循环性能。

附图说明

图1是本发明的SnO₂纳米空心球的扫描电镜图。

图2是本发明的SnO₂纳米空心球的透过电镜照片，左下角小图为局部放大图。

图3是本发明的本发明的SnO₂纳米空心球的做负极材料的锂电池的放电比容量与循环次 数关系图。

图4本发明的本发明的SnO₂纳米空心球的做负极材料的锂电池的首次冲放电比容量与电 压关系图。

具体实施方式

以下结合具体实施例充分说明本发明，但是本发明不仅限于此。

实施例

将硫酸亚锡0.054g加入到50ml的离子水中，然后将硫酸亚锡水溶液转入聚四氟乙烯衬底 的不锈钢反应釜中，于200℃温度下水热反应1天，所得产物用去离子水洗过滤3次，70℃烘 干4小时，得到高纯度的由纳米棒组成的SnO₂纳米空心球。

从图1的扫描电镜中可以看出所制备的SnO₂是由许多细小纳米棒组成的球状结构，并且 这些球状结构聚集在一起。图2的透射电镜进一步证实了这样的结构。从图2中可以观察到这 些球状结构是空心的，直径大约是200nm。在这些空心球的球壳上是一些直径约为5-10nm， 长度是几十纳米不等的晶红石结构的SnO₂纳米棒。

SnO₂纳米空心球用于锂离子电池的组装过程为：按质量比将以上制备的SnO₂纳米空心球 ∶聚四氟乙烯∶乙炔黑＝75∶15∶15混合，研磨后均匀地涂在0.25cm²的镍网上做正极， 参比电极和对电极均为金属锂，电解质由1M LiClO₄的EC+DMC溶液，其中EC∶DMC按照体积比 ＝1∶1。所有组装均在手套箱里进行。

实验表明所制备的SnO₂纳米空心球作锂电池负极材料具有很高的比容量和较好的循环性 能。图3和图4所示，在电流密度为0.1Ag^-1时首次放电比容量达到了2176mAh/g，在循环 30次后放电比容量仍有549mAh/g。