用于锂/钠离子电池负极的氧化锡/碳纤维复合材料及制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110048096A(43)申请公布日2019.07.23(21)申请号201910225161.3(22)申请日2019.03.25(71)申请人天津大学地址300350天津市津南区海河教育园雅观路135号天津大学北洋园校区(72)发明人孙晓红靳士波郑春明(74)专利代理机构天津市北洋有限责任专利代理事务所12201代理人李素兰(51)Int.Cl.H01M4/36(2006.01)H01M4/583(2010.01)H01M4/48(2010.01)H01M10/0525(2010.01)H01M10/054(2010.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称用于锂/钠离子电池负极的氧化锡/碳纤维复合材料及制备方法(57)摘要本发明提供用于锂/钠离子电池负极的氧化锡/碳纤维复合材料及制备方法。将聚丙烯腈加到二甲基甲酰胺中，搅拌得到混合溶液；将氢氧化锡酸锌在马弗炉中进行煅烧，后将产物Zn-Sn-O纳米颗粒加入到混合溶液中并充分搅拌均匀；将得到的混合溶液移入到注射器中进行静电纺丝，得到Zn-Sn-O纳米颗粒/聚丙烯腈的复合材料；将得到的复合材料首先在空气中预煅烧，然后在惰性气体下煅烧得到Zn-Sn-O纳米颗粒/碳纤维复合材料；最后通过稀盐酸刻蚀，洗涤，干燥得到多孔的氧化锡/碳纤维复合材料。当用在钠离子电池中，在100mAg-1的电流密度下，循环200次其比容量可达280mAhg-1以上，库伦效率接近100％。CN110048096ACN110048096A权利要求书1/1页1.一种用于锂/钠离子电池负极的氧化锡/碳纤维复合材料，其特征是复合材料由多孔的氧化锡和碳纤维组成，碳纤维包裹氧化锡形成三维网络结构。2.权利要求1的用于锂/钠离子电池负极的氧化锡/碳纤维复合材料的制备方法，其特征是包括如下步骤：1).将聚丙烯腈(PAN)加入到二甲基甲酰胺(DMF)中，以300-500r/min搅拌8-10h，使PAN均匀分散于DMF中；2).将氢氧化锡酸锌(ZnSn(OH)6)在马弗炉中进行煅烧，后将产物Zn-Sn-O纳米颗粒加入到步骤1)制得的溶液中，超声0.5-1.5h，以300-500r/min搅拌8-10h；3).将步骤2)制得的溶液进行静电纺丝，得到Zn-Sn-O纳米颗粒/PAN复合材料；4).将步骤3)制得的复合材料先放入马弗炉中进行煅烧，继而转入管式炉中在氩气中煅烧；5).将步骤4)制得煅烧产物浸泡于稀盐酸中刻蚀掉氧化锌，洗涤以及真空干燥，得到具有多孔的SnO2@C复合材料。3.如权利要求2所述的方法，其特征是所述步骤1)中聚丙烯腈的浓度为0.06-0.12g/ml。4.如权利要求2所述的方法，其特征是所述步骤2)中煅烧温度为600℃，升温速率为1-2℃/min。5.如权利要求2所述的方法，其特征是所述步骤2)中氢氧化锡酸锌(ZnSn(OH)6)、Zn-Sn-O纳米颗粒与聚丙烯腈的质量之比为1.23:1:0.6-1.23:1:1.2。6.如权利要求2所述的方法，其特征是所述步骤3)静电纺丝条件：电压为13-18kv，设置流量为1.0-2.0ml/h，距离为13-18cm。7.如权利要求2所述的方法，其特征是所述步骤4)马弗炉煅烧条件：升温速率2-5℃/min，在240-260℃保温2-4h，然后自然冷却到室温。8.如权利要求2所述的方法，其特征是管式炉煅烧条件：升温速率2-5℃/min，在600-650℃保温3-6h，然后自然冷却到室温。9.如权利要求2所述的方法，其特征是所述步骤5)中盐酸浓度为1mol/L浸泡6-12h，用乙醇和去离子水冲洗6-8次。10.如权利要求2所述的方法，其特征是所述步骤6)干燥条件：60-80℃下真空干燥10-12h。2CN110048096A说明书1/4页用于锂/钠离子电池负极的氧化锡/碳纤维复合材料及制备方法技术领域[0001]本发明属于无机纳米材料合成领域。具体地，涉及用静电纺丝技术制备氧化锡/碳纤维(SnO2/CF)复合的电极材料的方法。特别是用于锂/钠离子电池负极的氧化锡/碳纤维复合材料及制备方法。背景技术[0002]过去几十年，为了满足全球日益增长的能源需求，大量低成本可回收的新能源得到迅速发展。其中，锂/钠离子电池由于其具有高比能量密度、高放电电压、高循环寿命、无记忆效应、无污染等特点，被广泛用于信息技术、电动车、航空航天等领域。尤其柔性电极材料，由于可应用于可穿戴电子设备，吸引了国内外研究者的广泛关注。[0003]在锂/钠离子电池中，负极材料是影响电池容量和使用寿命的重要因素之一。在目前研究中，使用涂层工艺的柔性电极片在折叠过程中活性物质容易粉化、脱落，大大降低了循环寿命，为了满足高性能柔