[发明专利]一种空心球结构硫化锡/氧化锡锂离子电池负极材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种空心球结构硫化锡/氧化锡锂离子电池负极材料的制备方法，将SnCl₄·5H₂O溶于去离子水和无水乙醇的混合液中，使其充分溶解形成溶液A，将NaOH溶于溶液A中配制成溶液B；在搅拌作用下将尿素加入到B溶液中，持续搅拌成均匀混合溶液C，然后将混合溶液C进行均相水热反应；待反应结束后，经洗涤干燥即得到SnO₂前驱体；将SnO₂前驱体加热灼烧即得到SnO₂粉体；将SnO₂粉体分散在乙醇中并搅拌，得到混合均匀的悬浮液D；向悬浮液D中加入SnCl₄·5H₂O和TAA，搅拌直至完全溶解形成均匀的悬浮液E；将悬浮液E进行微波水热反应，待反应结束后，取出产物，经洗涤干燥即得到空心球结构硫化锡/氧化锡锂离子电池负极材料。

技术领域

本发明涉及一种锂离子电池负极材料的制备方法，具体涉及一种空心球结构硫化锡/氧化锡锂离子电池负极材料的制备方法。

背景技术

随着人类进入信息化社会，移动电话、数码相机、笔记本电脑等各种高科技便携式电子产品逐渐普及，随之而来的是人们对安全、性能高的可移动小型电源的需求量的急剧增长。锂离子电池是一种新型化学电源，满足了电子产品所需要的体积小、质量轻、能量密度高、循环寿命长、安全性能好和可快速充放电等应用要求，因此成为目前研究和应用的热点。但仍然有许多的问题需要解决，比如：成本高、容量需求和循环性能不够，这使得我们要研发合适的电池材料成为重点。

SnS₂是属于IV:VI主族的二元化合物，由六方相基本单元CdI₂层状晶体结构(晶胞参数：a＝0.3648nm，c＝0.5899nm)组成，这种结构单元由两层六方密堆积的硫离子中间加入锡离子的三明治结构(S-Sn-S)构成的。每六个硫离子插入一个锡离子形成正八面体配位，且层与层之间存在弱的范德华力并通过共价键结合。另外，这种层状结构存在很多的晶体空位，可作为插层的主体晶格。人们利用这些不同的结构所赋有的独特性能来制备半导体材料、光催化材料、太阳能电池材料、光电转换系统材料以及锂离子电池材料等。独特的性能和广泛的应用使得SnS₂材料成为最有应用前景的材料之一。而且，SnS₂由于其高理论容量(690mAh·g^-1)、丰富的自然资源、无毒性和低成本，被认为是新一代负极材料的有希望的候选物，但它也同大多数负极材料一样，存在导电性差、充放电过程中体积膨胀大等缺点，限制了其作为锂离子电池负极材料的发展。

纳米SnO₂具有量子尺寸效应，因而可以具有更宽的禁带宽度，Senthilkumar等人证明纳米SnO₂颗粒尺寸越小，禁带宽度越大，最高可高达4.26eV。因为具有纳米材料固有的小尺寸效应和表面效应，在光吸收、光催化和气敏响应等方面都表现出了特殊的效应，在存储材料、气敏元件、光催化材料、电极材料以及太阳能电池材料等方面都已得到广泛的研究和应用。同样，SnO₂由于其高理论容量(782mAh/g)、丰富的自然资源、无毒性和低成本，也被认为是新一代负极材料的有希望的候选物而被广泛研究。因而，将SnS₂与SnO₂进行复合，进而提高其作为锂离子电池负极材料的电化学性能。