[发明专利]一种二氧化锡负极材料的制备方法

说明书

一种二氧化锡负极材料的制备方法，它属于锂电池负极材料合成技术领域。本发明要解决现有SnO₂负极材料在充放电过程中的体积效应大、在集流体上易脱落、制备SnO₂负极材料工艺复杂成本较高的问题。制备方法：一、制备微弧氧化电解液；二、将钛箔及微弧氧化电解液置于微弧氧化电解槽中，以钛箔为正极，不锈钢板为负极；三、微弧氧化。本发明用于二氧化锡负极材料的制备。

技术领域

本发明属于锂电池负极材料合成技术领域。

背景技术

SnO₂有着高的理论比容量、相对较低的充放电平台、成本低廉、对环境友好、安全性能高等优点，用SnO₂负极材料替代石墨负极材料是最理想的。但是由于SnO₂材料在充放电过程中，体积变化高达300％，导致电极会在电池充放电过程中被破坏，使得比容量骤减，无法满足人们的日常需求。而且传统制备SnO₂负极材料的工艺复杂，过程繁琐，且容易从集流体上脱落，导致锂电池的电化学性能迟迟没有提高。

发明内容

本发明要解决现有SnO₂负极材料在充放电过程中的体积效应大、在集流体上易脱落、制备SnO₂负极材料工艺复杂成本较高的问题，进而提供一种二氧化锡负极材料的制备方法。

一种二氧化锡负极材料的制备方法，它是按以下步骤进行的：

一、将Na₂SnO₃、Na₃PO₄及去离子水搅拌溶解，得到微弧氧化电解液；

所述的微弧氧化电解液中Na₂SnO₃的浓度为1g/L～40g/L；所述的微弧氧化电解液中Na₃PO₄的浓度为0.5g/L～30g/L；

二、将钛箔及微弧氧化电解液置于微弧氧化电解槽中，以钛箔为正极，不锈钢板为负极，保持微弧氧化温度恒定为10℃～25℃；

三、在温度为10℃～25℃、电流密度为0.1A·cm^-2～3A·cm^-2、占空比为3％～40％及频率为200Hz～2000Hz的条件下，微弧氧化30s～60min，得到二氧化锡负极材料。

本发明的有益效果是：

本发明简化了制备步骤，同时原位生成二氧化钛和二氧化锡，在发挥二氧化锡高放电比容量的同时，结构稳定的二氧化钛可在电池充放电过程中限制二氧化锡的体积膨胀，充放电循环500次，容量保持率为75.3％。

1.本发明在生成SnO₂的同时也生成了锐钛矿型TiO₂，锐钛矿型TiO₂结构稳定，TiO₂包围在SnO₂周围，限制了SnO₂的体积膨胀，从而延长电池寿命。

2.本发明制备SnO₂负极材料的工艺简单，减少了生产成本，便于大批量生产。

附图说明

图1为实施例一制备的二氧化锡负极材料的倍率性能曲线；

图2为实施例一制备的二氧化锡负极材料的扫描电镜图；

图3为实施例二制备的二氧化锡负极材料的循环性能曲线；

图4为实施例二制备的二氧化锡负极材料的扫描电镜图；

图5为实施例三制备的二氧化锡负极材料的循环性能曲线；

图6为实施例三制备的二氧化锡负极材料的扫描电镜图；