SnO2OC/石墨烯纳米复合物负极材料具有更好的循环稳定性。
[0069]实施例4:一种双重修饰的SnO2OC/石墨烯纳米复合物负极材料的制备方法，具体是按以下步骤完成的:
[°07°] 一、制备纳米炭球:将6g葡萄糖粉末放入30mL去离子水中，并磁力搅拌1min，得到葡萄糖水溶液;将葡萄糖溶液倒入微波反应器中的聚四氟乙烯的反应釜中密封，在温度为200 °C和压强为20bar下反应1.5h，离心分离得到固相产物，对固体产物进行离心水洗，直至洗涤后滤液澄清为止，得到洗涤后固相产物，将洗涤后的固相产物在温度为100°C下真空干燥Sh，再进行研磨，得到纳米炭球粉末；
[0071]二、两步法制备SnO2OC:①、将SnCl2.2H20溶于去离子水中，得到浓度为0.04mol/L的SnCl2溶液;②、将0.1g纳米炭球放入20mL去离子水中，在超声功率为360W的条件下超声分散30min，得到浓度为5g/L的纳米炭球分散液;③、在超声功率为360W的超声辅助下以10mL/min的流速将1mL浓度为0.04mol/L的SnCl4溶液加入20mL浓度为5g/L的纳米炭球分散液中，继续在超声功率为360W的条件下超声分散混匀，然后在温度为180°C下水热反应8h，离心分离得到固体产物，对固体产物进行离心水洗至上层液澄清，得到洗涤后固体产物，将洗涤后的固体产物在温度为80°C干燥至恒重，得到SnO2OC粉末，然后在温度为500°C氮气保护下热处理120min，得到SnO2OC复合材料；
[0072]三、微波水热反应:在搅拌条件下将Ig的SnO2OC复合材料加入到10mL浓度为lmg/mL的氧化石墨烯水溶液中，并在超声功率为800W的条件下超声分散30min，得到混合溶液，将混合溶液转移至微波反应器的高压反应罐中，在微波水热反应功率为1200W、微波水热反应温度为180°C和微波水热反应压强为25bar下反应60min，得到黑色产物，采用自然沉降水洗黑色产物，至自然沉降得到的上清液澄清为止，得到洗涤后黑色产物，将洗涤后黑色产物在温度为80°C干燥至恒重，研磨后得到SnO2OC/石墨烯复合材料固体粉末，即为双重修饰的Sn02@C/石墨稀纳米复合物负极材料。
[0073]利用英国Camscan公司生产的MX 2600FE扫描电子显微镜对实施例4步骤二得到的Sn02@C复合材料进行检测，将实施例4步骤二得到的Sn02@C复合材料均勾粘到导电胶带上直接进行测试，结果如图10所示。由图可知，实施例4步骤二得到的SnO2OC复合材料尺寸均一，其纳米球体直径明显大于纳米炭球的直径，且表面略粗糙，分散性较好。
[0074]采用德国D8Advance型衍射仪对实施例4步骤一得到的纳米炭球粉末及实施例4步骤二得到的SnO2OC复合材料进行XRD表征，X射线源为Cu-Ka射线(λ = 0.15406nm)，电压40kV，电流40mA，扫描范围2Θ为10°?70°之间，扫描速度6°/min，扫描步长0.02°，探测器为闪烁计数器，测试结果如图11所示。图中I表示实施例4步骤一得到的纳米炭球粉末的XRD图，图中2表示实施例4步骤二得到的SnO2OC复合材料的XRD图。由图可知，实施例4步骤一得到的纳米炭球粉末在2Θ为23°附近出现了炭球的衍射峰，为无定型碳结构，石墨化程度较低;实施例4步骤二得到的SnO2OC复合材料的XRD谱图在2Θ为26.7°，33.9°和51.6°存在明显的衍射峰，对照JCPDS卡片(N0.00-041 -1445 )，分别对应SnO2的(I 1)、(I OI)和(211)晶面，说明Sn02@C复合材料中Sn02负载在纳米炭球表面。
【主权项】
1.一种双重修饰的Sn02@C/石墨稀纳米复合物负极材料的制备方法，其特征在于它是按以下步骤完成的: 一、制备纳米炭球:将葡萄糖粉末放入去离子水中，并磁力搅拌1min，得到葡萄糖水溶液;将葡萄糖溶液倒入微波反应器中的聚四氟乙烯的反应釜中密封，在温度为120?200°C和压强为1bar?30bar下反应0.5h?3h，离心分离得到固相产物，对固体产物进行离心水洗，直至洗涤后滤液澄清为止，得到洗涤后固相产物，将洗涤后的固相产物在温度为80°C下真空干燥Sh，再进行研磨，得到纳米炭球粉末； 步骤一中所述的葡萄糖粉末的质量与去离子水的体积比为(2?8) g: 30mL; 二、两步法制备SnO2OC:①、将锡盐溶于去离子水中，得到浓度为0.01mol/L?0.06mol/L的锡盐溶液;②、将纳米炭球放入去离子水中，在超声功率为360W的条件下超声分散30min，得到浓度为5g/L的纳米炭球分散液;③、在功率为360W超声辅助下以lmL/min?10mL/min的流速将浓度为0.0lmol/L?0.06mol/L的锡盐溶液加入浓度为5g/L的纳米炭球分散液中，继续在超声功率为360W的条件下超声分散混匀，然后在温度为180°C下水热反应8h，离心分离得到固体产物，对固体产物进行离心水洗至上层液澄清，得到洗涤后固体产物，将洗涤后的固体产物在温度为80°C干燥至恒重，得到SnO2OC粉末，然后在温度为500°C氮气保护下热处理120!11；[11，得到51102@(3复合材料;步骤二@中所述的浓度为0.011]101凡?0.0611101凡的锡盐溶液与浓度为5g/L的纳米炭球分散液的体积比为(6?14): 20; 三、微波水热反应:在搅拌条件下将Sn02@C复合材料加入到浓度为lmg/mL的氧化石墨稀水溶液中，并在超声功率为800W的条件下超声分散30min，得到混合溶液，将混合溶液转移至微波反应器的高压反应罐中，在微波水热反应功率为700W?1200W、微波水热反应温度为160?260°C和微波水热反应压强为1bar?30bar下反应30min?90min，得到黑色产物，采用自然沉降水洗黑色产物，至自然沉降得到的上清液澄清为止，得到洗涤后黑色产物，将洗涤后黑色产物在温度为80°C干燥至恒重，研磨后得到SnO2OC/石墨烯复合材料固体粉末，SP为双重修饰的Sn02@C/石墨稀纳米复合物负极材料;步骤三中所述的Sn02@C复合材料与浓度为lmg/mL的氧化石墨稀水溶液中氧化石墨稀的质量比为(I?20):1。2.根据权利要求1所述的一种双重修饰的SnO2OC/石墨烯纳米复合物负极材料的制备方法，其特征在于步骤一中所述的葡萄糖粉末的质量与去离子水的体积比为4g: 30mL。3.根据权利要求1所述的一种双重修饰的SnO2OC/石墨烯纳米复合物负极材料的制备方法，其特征在于步骤一中在温度为180 0C和压强为1bar?30bar下反应0.5h?3h，离心分离得到固相产物。4.根据权利要求3所述的一种双重修饰的SnO2OC/石墨烯纳米复合物负极材料的制备方法，其特征在于步骤一中在温度为180°C和压强为25bar下反应0.5h?3h，离心分离得到固相产物。5.根据权利要求4所述的一种双重修饰的SnO2OC/石墨烯纳米复合物负极材料的制备方法，其特征在于步骤一中在温度为180°C和压强为25bar下反应1.5h，离心分离得到固相产物。6.根据权利要求1所述的一种双重修饰的SnO2OC/石墨烯纳米复合物负极材料的制备方法，其特征在于步骤二①中所述的锡盐为SnCl2、Sn(N03)2、SnS04或SnCl4。7.根据权利要求6所述的一种双重修饰的SnO2OC/石墨烯纳米复合物负极材料的制备方法，其特征在于步骤二①中将锡盐溶于去离子水中，得到浓度为0.04mol/L的锡盐溶液。8.根据权利要求7所述的一种双重修饰的SnO2OC/石墨烯纳米复合物负极材料的制备方法，其特征在于步骤二③中所述的浓度为0.04mol/L的锡盐溶液与浓度为5g/L的纳米炭球分散液的体积比为8:20。9.根据权利要求1所述的一种双重修饰的SnO2OC/石墨烯纳米复合物负极材料的制备方法，其特征在于步骤三中在微波水热反应温度为200 °C和微波水热反应压强为1bar?30bar下反应30min?90min，得到黑色产物。10.根据权利要求1所述的一种双重修饰的SnO2OC/石墨烯纳米复合物负极材料的制备方法，其特征在于步骤三中在微波水热反应温度为200°C和微波水热反应压强为20bar下反应60min，得到黑色产物。
【专利摘要】一种双重修饰的SnO2C/石墨烯纳米复合物负极材料的制备方法，它涉及一种负极材料的制备方法。本发明的目的是要解决现有方法制备的SnO2与石墨烯复合物作为负极材料使用时，在大电流密度下的循环性能及储锂性差的问题。制备方法：一、制备纳米炭球；二、两步法制备SnO2C，得到SnO2C复合材料；三、微波水热反应，得到SnO2C/石墨烯复合材料固体粉末，即为双重修饰的SnO2C/石墨烯纳米复合物负极材料。本发明主要用于制备双重修饰的SnO2C/石墨烯纳米复合物负极材料。
【IPC分类】H01M4/36, H01M10/0525
【公开号】CN105609722
【申请号】CN201511009058
【发明人】刘丽来, 吴大青, 解丽萍, 丁淑芳, 罗克洁, 张宏森
【申请人】黑龙江科技大学
【公开日】2016年5月25日
【申请日】2015年12月28日