[发明专利]一种锂离子电池的复合负极材料的制备方法

说明书

本发明提供一种锂离子电池的复合负极材料的制备方法，包括如下步骤：步骤一：取NaOH粉末加入至去离子水中，搅拌15～30min，制得NaOH溶液；所述NaOH溶液的浓度为3～4mol/L；步骤二：按照Sn：Co＝1：2的摩尔比例，称取无机锡盐及无机钴盐，溶解于去离子水中，搅拌30～60min，制得混合溶液；步骤三：将步骤一制得的NaOH溶液滴至步骤二制得的混合溶液中，搅拌20～40min，制得前驱体混合液；步骤四：将步骤三制得的前驱体混合液转移至反应釜中密封，进行水热反应后，冷却至室温；将反应釜内的反应物进行清洗、过滤及干燥后，制得最终的复合负极材料Co_XSnO₄，其中，2＜x＜3。本发明提供的锂离子电池的复合负极材料的制备方法，简单易行，可控性高，循环性能及倍率性能优异。

【技术领域】

本发明涉及电池材料技术领域，尤其涉及一种锂离子电池的复合负极材料的制备方法。

【背景技术】

近年来，关于能源利用的环境保护问题得到人们的日益关注，人们正追求可供电动车、手机及平板电脑使用的便捷、快速充能的洁净新能源。其中，锂离子动力电池具有高电压、能量密度大、循环寿命长、无记忆效应、无污染等优点，被认为是可供电动汽车、混合电动汽车及插电式混合电动汽车使用的新能源。传统的锂离子电池的负极材料为石墨，石墨的比容量(372mAh/g)较低，在能量密度需求较高的条件下，石墨等碳质电极材料存在安全隐患问题，极大的限制了其在锂电负极材料的发挥。

过渡金属氧化物氧化钴和二氧化锡的理论比容量分别为926mAh/g和782mAh/g，远远大于碳材料的理论比容量；而单一的过渡金属氧化物的电子传导率较低，混合的过渡金属氧化物材料例如过渡金属与非过渡金属组成的氧化物，或者两种过渡金属组成的氧化物，在锂电池充放电过程中具有互补-协同效应，相对于二元氧化物而言，具有更优秀的导电性，因此，混合的过渡金属氧化物材料具有成为下一代高能量锂电池负极材料的发展前景。

现有的合成混合的过渡金属氧化物材料的方法通常使用固态粉末混合高温煅烧法，合成的温度要求高，耗费时间久，制备过程能源消耗过高；并且，合成的混合过渡金属氧化物材料制备出的材料形貌和粒径不可控，导致锂离子电池的循环性能差，电子传导率低。

鉴于此，实有必要提供一种新型的锂离子电池的复合负极材料的制备方法以克服以上缺陷。

【发明内容】

本发明的目的是提供一种制备方法简单易行、可控性高、有效提高材料的电化学容量、电子传导率高、循环性能及倍率性能优异的锂离子电池的复合负极材料的制备方法。

为了实现上述目的，本发明提供一种锂离子电池的复合负极材料的制备方法，包括如下步骤：步骤一：取NaOH粉末加入至去离子水中，搅拌15～30min，制得NaOH溶液；所述NaOH溶液的浓度为3～4mol/L；步骤二：按照Sn：Co＝1：2的摩尔比例，称取无机锡盐及无机钴盐，溶解于去离子水中，搅拌30～60min，制得混合溶液；所述步骤一中的NaOH溶液与所述混合溶液的体积比为(0.8～1)：1；步骤三：将步骤一制得的NaOH溶液滴至步骤二制得的混合溶液中，搅拌20～40min，制得前驱体混合液；步骤四：将步骤三制得的前驱体混合液转移至反应釜中密封，进行水热反应后，冷却至室温；将反应釜内的反应物进行清洗、过滤及干燥后，制得最终的复合负极材料Co_XSnO₄，其中，2＜x＜3。

在一个优选实施方式中，所述步骤二中的无机锡盐为氯盐、硝酸盐或硫酸盐；所述步骤二中的无机钴盐为氯盐、硝酸盐或硫酸盐。

在一个优选实施方式中，所述步骤四中的水热反应的反应温度为220～260℃，反应时间为20～28h。

在一个优选实施方式中，所述步骤四中对反应物干燥的干燥温度为60～80℃，干燥时间为8～12h。

在一个优选实施方式中，所述步骤四中对反应物清洗的过程为用去离子水和无水乙醇分别清洗3次。