[发明专利]一种用作高温锂电池正极材料的Si@SnO2

说明书

本发明涉及高温锂电池，具体是一种用作高温锂电池正极材料的Si@SnO₂@C微球的制备方法。本发明解决了单质硅用作高温锂电池正极材料时高温锂电池的容量容易迅速衰减、高温锂电池的导电能力较弱的问题。一种用作高温锂电池正极材料的Si@SnO₂@C微球的制备方法，该方法是采用如下步骤实现的：1）对硅粉进行表面活化处理；2）将活化硅粉加入到80mL去离子水中；3）将葡萄糖加入到溶液A中；4）向溶液B中加入0.28~0.5g氯化亚锡和0.04~0.09g氟化铵；5）将前驱体悬浮液转移至100mL聚四氟乙烯反应釜中；6）将收集的沉淀清洗干燥后置于管式炉中。本发明适用于高温锂电池的制备。

技术领域

本发明涉及高温锂电池，具体是一种用作高温锂电池正极材料的Si@SnO₂@C微球的制备方法。

背景技术

高温锂电池广泛应用于军工、油气勘探、地热开采等领域，其具有放电功率大、储存寿命稳定、安全性能良好、环境适应能力强等优点。在高温锂电池中，正极材料是提高电池电压、比容量和比功率的关键材料。目前，单质硅被看做是极具发展前景的电极材料。然而实践表明，单质硅用作高温锂电池正极材料时存在如下问题：其一，在高温锂电池的放电过程中，单质硅的体积会剧烈膨胀，由此导致高温锂电池的正极片容易开裂粉碎，从而导致高温锂电池的容量容易迅速衰减。其二，由于单质硅的本征电子导电性较差，导致高温锂电池的导电能力较弱。基于此，有必要发明一种用作高温锂电池正极材料的Si@SnO₂@C微球的制备方法，以解决单质硅用作高温锂电池正极材料时高温锂电池的容量容易迅速衰减、高温锂电池的导电能力较弱的问题。

发明内容

本发明为了解决单质硅用作高温锂电池正极材料时高温锂电池的容量容易迅速衰减、高温锂电池的导电能力较弱的问题，提供了一种用作高温锂电池正极材料的Si@SnO₂@C微球的制备方法。

本发明是采用如下技术方案实现的：

一种用作高温锂电池正极材料的Si@SnO₂@C微球的制备方法，该方法是采用如下步骤实现的：

1）对硅粉进行表面活化处理，得到活化硅粉；

2）称取0.2~0.4g活化硅粉，将活化硅粉加入到80mL去离子水中，超声分散30min，得到溶液A；

3）称取0.4~1.2g葡萄糖，将葡萄糖加入到溶液A中，剧烈搅拌10min，得到溶液B；

4）向溶液B中加入0.28~0.5g氯化亚锡和0.04~0.09g氟化铵，剧烈搅拌20~30min，得到前驱体悬浮液；

5）将前驱体悬浮液转移至100mL聚四氟乙烯反应釜中，在160~200℃的反应温度下，水热反应16~36h，然后冷却至室温，收集沉淀；

6）将收集的沉淀清洗干燥后置于管式炉中，在氩气保护气氛下，以5℃/min的升温速率将炉温升至500~800℃，保温3~6h，得到Si@SnO₂@C微球。

所述表面活化处理为表面活性剂活化处理；所述表面活性剂为氢氟酸；表面活化处理的具体步骤为：先将硅粉分散至80mL氢氟酸中，剧烈搅拌2h，再用无水乙醇离心洗涤4次，收集沉淀，然后将收集的沉淀在60℃下干燥12h，得到活化硅粉。

清洗干燥的具体步骤为：先将收集的沉淀分别用去离子水和无水乙醇清洗3次，再在60~120℃下干燥4~18h。

所述氯化亚锡可替换为氯化锡或锡酸钠。

所述葡萄糖可替换为蔗糖或甲醛或多巴胺。

所述氩气保护气氛可替换为氦气保护气氛或氢氩混合气保护气氛。

所述氢氟酸可替换为过氧化氢。