SnO2OC/石墨烯納米復合物負極材料具有更好的循環穩定性。
[0069]實施例4:一種雙重修飾的SnO2OC/石墨烯納米復合物負極材料的制備方法，具體是按以下步驟完成的:
[°07°] 一、制備納米炭球:將6g葡萄糖粉末放入30mL去離子水中，并磁力攪拌1min，得到葡萄糖水溶液;將葡萄糖溶液倒入微波反應器中的聚四氟乙烯的反應釜中密封，在溫度為200 °C和壓強為20bar下反應1.5h，離心分離得到固相產物，對固體產物進行離心水洗，直至洗滌后濾液澄清為止，得到洗滌后固相產物，將洗滌后的固相產物在溫度為100°C下真空干燥Sh，再進行研磨，得到納米炭球粉末；
[0071]二、兩步法制備SnO2OC:①、將SnCl2.2H20溶于去離子水中，得到濃度為0.04mol/L的SnCl2溶液;②、將0.1g納米炭球放入20mL去離子水中，在超聲功率為360W的條件下超聲分散30min，得到濃度為5g/L的納米炭球分散液;③、在超聲功率為360W的超聲輔助下以10mL/min的流速將1mL濃度為0.04mol/L的SnCl4溶液加入20mL濃度為5g/L的納米炭球分散液中，繼續在超聲功率為360W的條件下超聲分散混勻，然后在溫度為180°C下水熱反應8h，離心分離得到固體產物，對固體產物進行離心水洗至上層液澄清，得到洗滌后固體產物，將洗滌后的固體產物在溫度為80°C干燥至恒重，得到SnO2OC粉末，然后在溫度為500°C氮氣保護下熱處理120min，得到SnO2OC復合材料；
[0072]三、微波水熱反應:在攪拌條件下將Ig的SnO2OC復合材料加入到10mL濃度為lmg/mL的氧化石墨烯水溶液中，并在超聲功率為800W的條件下超聲分散30min，得到混合溶液，將混合溶液轉移至微波反應器的高壓反應罐中，在微波水熱反應功率為1200W、微波水熱反應溫度為180°C和微波水熱反應壓強為25bar下反應60min，得到黑色產物，采用自然沉降水洗黑色產物，至自然沉降得到的上清液澄清為止，得到洗滌后黑色產物，將洗滌后黑色產物在溫度為80°C干燥至恒重，研磨后得到SnO2OC/石墨烯復合材料固體粉末，即為雙重修飾的Sn02@C/石墨稀納米復合物負極材料。
[0073]利用英國Camscan公司生產的MX 2600FE掃描電子顯微鏡對實施例4步驟二得到的Sn02@C復合材料進行檢測，將實施例4步驟二得到的Sn02@C復合材料均勾粘到導電膠帶上直接進行測試，結果如圖10所示。由圖可知，實施例4步驟二得到的SnO2OC復合材料尺寸均一，其納米球體直徑明顯大于納米炭球的直徑，且表面略粗糙，分散性較好。
[0074]采用德國D8Advance型衍射儀對實施例4步驟一得到的納米炭球粉末及實施例4步驟二得到的SnO2OC復合材料進行XRD表征，X射線源為Cu-Ka射線(λ = 0.15406nm)，電壓40kV，電流40mA，掃描范圍2Θ為10°?70°之間，掃描速度6°/min，掃描步長0.02°，探測器為閃爍計數器，測試結果如圖11所示。圖中I表示實施例4步驟一得到的納米炭球粉末的XRD圖，圖中2表示實施例4步驟二得到的SnO2OC復合材料的XRD圖。由圖可知，實施例4步驟一得到的納米炭球粉末在2Θ為23°附近出現了炭球的衍射峰，為無定型碳結構，石墨化程度較低;實施例4步驟二得到的SnO2OC復合材料的XRD譜圖在2Θ為26.7°，33.9°和51.6°存在明顯的衍射峰，對照JCPDS卡片(N0.00-041 -1445 )，分別對應SnO2的(I 1)、(I OI)和(211)晶面，說明Sn02@C復合材料中Sn02負載在納米炭球表面。
【主權項】
1.一種雙重修飾的Sn02@C/石墨稀納米復合物負極材料的制備方法，其特征在于它是按以下步驟完成的: 一、制備納米炭球:將葡萄糖粉末放入去離子水中，并磁力攪拌1min，得到葡萄糖水溶液;將葡萄糖溶液倒入微波反應器中的聚四氟乙烯的反應釜中密封，在溫度為120?200°C和壓強為1bar?30bar下反應0.5h?3h，離心分離得到固相產物，對固體產物進行離心水洗，直至洗滌后濾液澄清為止，得到洗滌后固相產物，將洗滌后的固相產物在溫度為80°C下真空干燥Sh，再進行研磨，得到納米炭球粉末； 步驟一中所述的葡萄糖粉末的質量與去離子水的體積比為(2?8) g: 30mL; 二、兩步法制備SnO2OC:①、將錫鹽溶于去離子水中，得到濃度為0.01mol/L?0.06mol/L的錫鹽溶液;②、將納米炭球放入去離子水中，在超聲功率為360W的條件下超聲分散30min，得到濃度為5g/L的納米炭球分散液;③、在功率為360W超聲輔助下以lmL/min?10mL/min的流速將濃度為0.0lmol/L?0.06mol/L的錫鹽溶液加入濃度為5g/L的納米炭球分散液中，繼續在超聲功率為360W的條件下超聲分散混勻，然后在溫度為180°C下水熱反應8h，離心分離得到固體產物，對固體產物進行離心水洗至上層液澄清，得到洗滌后固體產物，將洗滌后的固體產物在溫度為80°C干燥至恒重，得到SnO2OC粉末，然后在溫度為500°C氮氣保護下熱處理120!11；[11，得到51102@(3復合材料;步驟二@中所述的濃度為0.011]101凡?0.0611101凡的錫鹽溶液與濃度為5g/L的納米炭球分散液的體積比為(6?14): 20; 三、微波水熱反應:在攪拌條件下將Sn02@C復合材料加入到濃度為lmg/mL的氧化石墨稀水溶液中，并在超聲功率為800W的條件下超聲分散30min，得到混合溶液，將混合溶液轉移至微波反應器的高壓反應罐中，在微波水熱反應功率為700W?1200W、微波水熱反應溫度為160?260°C和微波水熱反應壓強為1bar?30bar下反應30min?90min，得到黑色產物，采用自然沉降水洗黑色產物，至自然沉降得到的上清液澄清為止，得到洗滌后黑色產物，將洗滌后黑色產物在溫度為80°C干燥至恒重，研磨后得到SnO2OC/石墨烯復合材料固體粉末，SP為雙重修飾的Sn02@C/石墨稀納米復合物負極材料;步驟三中所述的Sn02@C復合材料與濃度為lmg/mL的氧化石墨稀水溶液中氧化石墨稀的質量比為(I?20):1。2.根據權利要求1所述的一種雙重修飾的SnO2OC/石墨烯納米復合物負極材料的制備方法，其特征在于步驟一中所述的葡萄糖粉末的質量與去離子水的體積比為4g: 30mL。3.根據權利要求1所述的一種雙重修飾的SnO2OC/石墨烯納米復合物負極材料的制備方法，其特征在于步驟一中在溫度為180 0C和壓強為1bar?30bar下反應0.5h?3h，離心分離得到固相產物。4.根據權利要求3所述的一種雙重修飾的SnO2OC/石墨烯納米復合物負極材料的制備方法，其特征在于步驟一中在溫度為180°C和壓強為25bar下反應0.5h?3h，離心分離得到固相產物。5.根據權利要求4所述的一種雙重修飾的SnO2OC/石墨烯納米復合物負極材料的制備方法，其特征在于步驟一中在溫度為180°C和壓強為25bar下反應1.5h，離心分離得到固相產物。6.根據權利要求1所述的一種雙重修飾的SnO2OC/石墨烯納米復合物負極材料的制備方法，其特征在于步驟二①中所述的錫鹽為SnCl2、Sn(N03)2、SnS04或SnCl4。7.根據權利要求6所述的一種雙重修飾的SnO2OC/石墨烯納米復合物負極材料的制備方法，其特征在于步驟二①中將錫鹽溶于去離子水中，得到濃度為0.04mol/L的錫鹽溶液。8.根據權利要求7所述的一種雙重修飾的SnO2OC/石墨烯納米復合物負極材料的制備方法，其特征在于步驟二③中所述的濃度為0.04mol/L的錫鹽溶液與濃度為5g/L的納米炭球分散液的體積比為8:20。9.根據權利要求1所述的一種雙重修飾的SnO2OC/石墨烯納米復合物負極材料的制備方法，其特征在于步驟三中在微波水熱反應溫度為200 °C和微波水熱反應壓強為1bar?30bar下反應30min?90min，得到黑色產物。10.根據權利要求1所述的一種雙重修飾的SnO2OC/石墨烯納米復合物負極材料的制備方法，其特征在于步驟三中在微波水熱反應溫度為200°C和微波水熱反應壓強為20bar下反應60min，得到黑色產物。
【專利摘要】一種雙重修飾的SnO2C/石墨烯納米復合物負極材料的制備方法，它涉及一種負極材料的制備方法。本發明的目的是要解決現有方法制備的SnO2與石墨烯復合物作為負極材料使用時，在大電流密度下的循環性能及儲鋰性差的問題。制備方法：一、制備納米炭球；二、兩步法制備SnO2C，得到SnO2C復合材料；三、微波水熱反應，得到SnO2C/石墨烯復合材料固體粉末，即為雙重修飾的SnO2C/石墨烯納米復合物負極材料。本發明主要用于制備雙重修飾的SnO2C/石墨烯納米復合物負極材料。
【IPC分類】H01M4/36, H01M10/0525
【公開號】CN105609722
【申請號】CN201511009058
【發明人】劉麗來, 吳大青, 解麗萍, 丁淑芳, 羅克潔, 張宏森
【申請人】黑龍江科技大學
【公開日】2016年5月25日
【申請日】2015年12月28日