[发明专利]一种多级结构碳纳米管/二氧化锡复合材料及其制备方法

摘要

本发明属于纳米材料和新能源材料的制备领域，具体涉及一种多级结构碳纳米管/二氧化锡复合材料，其包括二氧化锡纳米颗粒和多级结构碳纳米管，所述多级结构碳纳米管是由不同直径的碳纳米管构成的多级结构，所述二氧化锡纳米颗粒均匀的附着在所述多级结构上，二氧化锡所占质量比例为20‑80％。本发明还公开了制备该多级结构碳纳米管/二氧化锡复合材料的制备方法和该复合材料在锂电池上的应用。本发明的复合材料通过采用二氧化锡纳米颗粒均匀的附着在多级结构碳纳米管上，可以有效抑制二氧化锡在充放电过程中体积的剧烈变化，解决由此导致的容量衰减快、循环性能差的问题，提升锂电池的倍率和循环性能。

主权项

1.一种多级结构碳纳米管/二氧化锡复合材料制备方法，其特征在于，其包括以下步骤：S1.准备多元金属催化剂和不同直径的碳纳米管，然后采用化学气相沉积法制得多级结构碳纳米管；其中，制备所述多级结构碳纳米管采用的多元金属催化剂为Ni、Mn、Al和Fe中的3种金属构成；所述化学气相沉积法生长温度为973k与923k两段式温度；S2.将步骤S1中得到的多级结构碳纳米管放入反应介质中，采用超声波进行分散，控制超声的功率与时间，得到分散状态良好的分散液；S3.在步骤S2中分散好的分散液加入锡盐，再将分散液放入水热反应釜中加热，控制加热的温度和时间，得到所需的样品；其中，反应温度为100℃‑180℃，反应时间为8h‑24h；S4.将步骤S3中得到的样品进行水洗离心干燥，在惰性气体氛围下进行高温退火，控制退火的温度和时间，得到多级结构碳纳米管/二氧化锡复合材料；所述复合材料包括二氧化锡纳米颗粒和多级结构碳纳米管，所述多级结构碳纳米管是由不同直径的碳纳米管构成的多级结构，所述二氧化锡纳米颗粒均匀的附着在所述多级结构上，二氧化锡所占质量比例为20‑80%；其中，退火温度为200℃‑600℃，退火时间为2h‑8h；所述多级结构碳纳米管由直径为10nm的细碳纳米管与50nm的粗碳纳米管组成，所述细碳纳米管缠绕粗碳纳米管构成多级结构碳纳米管。