[发明专利]一种ZnSnO3

说明书

本发明属于锂离子电池技术领域，具体公开了一种ZnSnO₃纳米棒/RGO复合材料的制备方法及其储能应用。本发明采用微波水热法制备得到了ZnSnO₃纳米棒/RGO复合材料，具体方法为：将氢氧化钠、锡源和锌源在冰浴条件下混合，并向其中加入一定量的GO，然后在一定的微波水热条件下得到前驱体ZnSn(OH)₆/RGO，再将所得前驱体ZnSn(OH)₆/RGO置于管式炉中，在惰性气氛保护下，升温至300‑600℃，保温2‑10h，得到ZnSnO₃纳米棒/RGO复合材料。该ZnSnO₃纳米棒/RGO复合材料应用于锂离子电池负极材料后具有极高的容量和很好的循环稳定性，显示出良好的发展前景，该材料在0.1 A·g^‑1的电流密度下，电化学性能稳定，循环380周后，比容量仍保持在700mAh·g^‑1，库伦效率接近100%。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种ZnSnO₃纳米棒/RGO复合材料的制备方法及其储能应用。

背景技术

锌锡氧化物复合材料具有理论容量高(1317mA·h/g)，锂离子电导率高 (2.5×10²S/cm)，工作电位低，来源丰富，价格低廉等诸多优势，是一种很有前景的锂离子电池负极材料。但由于Li⁺在嵌入/提取过程中体积变化很大，会导致结构解体，严重影响电池的容量。而石墨烯作为最好的载体材料之一，通过与 ZnSnO₃的复合，很好的解决了这些问题。

传统制备ZnSnO₃/RGO复合材料一般是普通水热法，得到的是立方体颗粒，粒径大，容易团聚。应用于锂离子电池负极材料时，这种材料存在结构不稳定、循环稳定性差的问题。

发明内容

针对上述现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种ZnSnO₃纳米棒 /RGO复合材料的制备方法及其储能应用。本发明采用微波水热法成功得到了 ZnSnO₃纳米棒/RGO复合材料，该材料具有比表面积大、形貌均匀、尺寸较小的特点，应用于锂离子电池负极材料时，具有极高的容量和较好的循环稳定性能。

为了实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种ZnSnO₃纳米棒/RGO复合材料的制备方法，包括以下步骤：

S1、将氢氧化钠和锡源溶于水中，在冰浴条件下搅拌0.5-1h，随后在继续搅拌条件下将锌源水溶液缓慢滳加至反应器中，滴毕，取一定量的GO快速倾倒反应容器中，将上述混合溶液继续在冰浴条件下搅拌12-24h后，再将其转移至微波反应器中，设置功率为100-1000W，升温至110-300℃，保温2-20h，得浑浊液，将浑浊液采用离心的方式，经去离子水、无水乙醇洗涤，60-80℃下干燥12-24h 后，得到前驱体ZnSn(OH)₆/RGO；

S2、将S1所得前驱体ZnSn(OH)₆/RGO置于管式炉中，在惰性气氛(例如氮气等)保护下，以2-20℃/min的升温速率升温至300-600℃，保温2-10h，得到ZnSnO₃纳米棒/RGO复合材料。

进一步，S2所得ZnSnO₃纳米棒/RGO复合材料中：ZnSnO₃纳米棒的直径为 3～5nm，棒状ZnSnO₃均匀地附着在片状RGO上。

进一步，所述锡源为二氧化锡、四氯化锡、锡酸钠中的至少一种；优选的，锡源为四氯化锡。

进一步，所述锌源为硫酸锌、氯化锌、碳酸锌、硝酸锌、草酸锌中的至少一种；优选的，锌源为硫酸锌。