本發明涉及汽車電池用負極材料，具體說是一種汽車電池用復合負極材料的制備方法。
背景技術：
卷曲的石墨烯作為一種新型的納米結構引起了一些研究者的注意，名為石墨烯納米卷，其發現可追溯到1960年，石墨烯納米卷具有準一維結構，是由平面石墨烯螺旋卷曲而成，其半徑的大小取決于石墨的尺寸和卷曲的曲率。此外，非封閉狀態的兩端和內外邊緣可以提高石墨烯納米卷的儲氫能力，可用于作為超級電容器或電池的電極材料，尤其是作為新能源汽車的電池負極材料，成新的研發方向；在石墨烯納米卷層間鍵作用下，可調的層間距能影響石墨烯納米卷的電子轉移及光學特性。因此，石墨烯納米卷己成為石墨烯基納米材料的研究熱點之一。
目前，石墨烯納米卷的制備和應用遠落后于石墨烯和碳納米管，其研究也只集中在結構和性能的理論計算和計算機仿真研究。采用化學法合成出石墨與金屬K的插層化合物，然后對其超聲處理，首次制備出石墨烯納米卷，并提出了石墨烯納米卷具有比石墨烯更顯著的儲氫能力和擁有六倍于石墨烯的超大電容的假設。該方法必需在無水無氧等復雜且苛刻條件下進行，因此，在大規模制備和應用方面受到一定限制。此外，關于SnO2/石墨烯復合材料的制備報道很多，但具體的SnO2/石墨烯納米卷復合材料確未見記載。
技術實現要素：
為了克服現有技術的不足，本發明提供了一種可制備SnO2/石墨烯納米卷復合負極材料的制備方法，該方法簡單，所制備的材料具有優異的儲氫性能以及電容性能。
本發明解決上述技術問題所采用的技術方案為：一種汽車電池用復合負極材料的制備方法，其包括以下步驟：
（1）將氧化石墨烯置于盛有HCl溶液的容器中，用去離子水分散并攪拌；
（2）然后將上述混合物置于微爆反應器中，加入KClO3溶液，再加入H2O2完成微爆反應，得到具有卷曲構造的氧化石墨烯納米卷；
（3）將上述氧化石墨烯納米卷和SnCl4按一定質量比溶于水中混合均勻；
（4）然后加入還原劑反應，并過濾、洗滌、干燥，得到SnO2/石墨烯納米卷復合負極材料。
作為優選，所述氧化石墨烯用量為0.5-1g，HCl溶液的濃度為1mol/L，用量為60-100mL。
作為優選，采用攪拌器攪拌4-13h。
作為優選，KClO3溶液采用逐滴加入的方式，濃度為1mol/L，用量為10-20mL。
作為優選，KClO3溶液滴加完成后，再加入50-100mL30%的H2O2。
作為優選，氧化石墨烯納米卷與SnCl4的質量比為(2-10)。
作為優選，還原劑采用水合肼或硼氫化鈉，反應時間10-24h。
從以上技術方案可知，本發明在石墨烯納米卷上復合二氧化錫材料，制備得到的材料性能相較于石墨烯與二氧化錫復合材料具有更優的儲氫性能，將其作為新能源汽車電池的負極，可大大提高電池的使用性能，延長電池的使用壽命。
具體實施方式
下面將詳細說明本發明，在此本發明的示意性實施例以及說明用來解釋本發明，但并不作為對本發明的限定。
一種汽車電池用復合負極材料的制備方法，其包括以下步驟：
將0.5-1g氧化石墨烯置于盛有60-100mL 1mol/L的 HCl溶液的容器中，用去離子水分散并采用攪拌器攪拌4-13h；然后將上述混合物置于微爆反應器中，逐滴加入10-20mL 1mol/L 的KClO3溶液，KClO3溶液滴加完成后再加入50-100mL30%的H2O2完成微爆反應，得到具有卷曲構造的氧化石墨烯納米卷；
接著將上述氧化石墨烯納米卷和SnCl4按質量比(2-10)溶于水中混合均勻，然后加入還原劑水合肼或硼氫化鈉，反應10-24h后，過濾并用去離子水反復洗滌，干燥即可得到SnO2/石墨烯納米卷復合負極材料。
實施例1
稱取0.5g的氧化石墨烯和60 mL 1mol/LHCl燒瓶中，用去離子水分散并用攪拌器攪拌4h，然后將得到的混合物置于微爆反應器中，逐滴加入10mL 1mol/L KClO3到微爆反應器中，滴加完成后再加入50mL30%的H2O2完成微爆反應，最終得到具有卷曲構造的氧化石墨烯納米卷；將制得的氧化石墨烯納米卷和SnCl4按質量比1：5溶于水中混合均勻，后加入還原劑水合肼，反應10h后，過濾并用去離子水反復洗滌，干燥即可得SnO2/石墨烯納米卷復合材料。
將上述材料作為汽車電池的負極，測試得到：電極在600mA·g-1的充放電電流密度、0.05-3.0 V電壓下的循環性能顯現出較大的性能改善，首次放電容量達2770 mAh·g-1，充電容量為1540 mAh·g-1， 首次庫侖效率約56%， 100 個循環后放電容量約820mAh·g-1。
實施例2
稱取1g的氧化石墨烯和80 mL 1mol/LHCl燒瓶中，用去離子水分散并用攪拌器攪拌8h，然后將得到的混合物置于微爆反應器中，逐滴加入20mL 1mol/L KClO3到微爆反應器中，滴加完成后再加入70mL30%的H2O2完成微爆反應，最終得到具有卷曲構造的氧化石墨烯納米卷；將制得的氧化石墨烯納米卷和SnCl4按1:2比溶于水中混合均勻，后加入還原劑硼氫化鈉，反應15h后，過濾并用去離子水反復洗滌，干燥即可得SnO2/石墨烯納米卷復合材料。
相對于未被包覆的 SnO2材料的電極，將上述材料作為汽車電池的負極，測試得到：電極在600mA·g-1的充放電電流密度、0.05-3.0 V電壓下的循環性能顯現出較大的性能改善，首次放電容量達2580 mAh·g-1，充電容量為1720 mAh·g-1， 首次庫侖效率約67%，在100 個循環后放電容量從 170mAh·g-1改善至 920mAh·g-1。
實施例3
稱取1g的氧化石墨烯和100 mL 1mol/LHCl燒瓶中，用去離子水分散并用攪拌器攪拌13h，然后將得到的混合物置于微爆反應器中，逐滴加入10mL 1mol/L KClO3到微爆反應器中，滴加完成后再加入50-100mL30%的H2O2完成微爆反應，最終得到具有卷曲構造的氧化石墨烯納米卷；將制得的氧化石墨烯納米卷和SnCl4按質量比1：10溶于水中混合均勻，后加入還原劑水合肼，反應24h后，過濾并用去離子水反復洗滌，干燥即可得SnO2/石墨烯納米卷復合材料。
將上述材料作為汽車電池的負極，測試得到：電極在600mA·g-1的充放電電流密度、0.05-3.0 V電壓下的循環性能顯現出較大的性能改善，首次放電容量達2470 mAh·g-1，充電容量為1460 mAh·g-1， 首次庫侖效率約60%，在100 個循環后放電容量為 890mAh·g-1。
以上對本發明實施例所提供的技術方案進行了詳細介紹，本文中應用了具體個例對本發明實施例的原理以及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只適用于幫助理解本發明實施例的原理；同時，對于本領域的一般技術人員，依據本發明實施例，在具體實施方式以及應用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內容不應理解為對本發明的限制。