一种制备高性能锂离子电池用无粘结剂负极的氧化锡/碳纤维毡的方便方法

摘要

本发明公开一种无粘结剂制备锡基/碳纤维毡高性能锂离子电池负极材料的方法，本发明方法包括如下步骤：将一定浓度的聚丙烯腈，氯化亚锡溶解于N’N‑二甲基甲酰胺溶液中，磁力搅拌至溶液澄清，将该溶液进行静电纺丝，最后将得到的产物在高温下两次退火得到Sn‑SnO_x均匀负载的碳纤维毡的纳米复合材料。利用本发明制备的复合物，由于采用了静电纺丝的方法，金属‑金属氧化物纳米颗粒均匀分散在缓冲基质碳纤维中，有效的提高锂离子电池负极材料的循环比容量和稳定性。本发明所涉及的制备工艺具有操作简单、成本低、效率高、易于实现规模化、产业化生产以及应用广泛等优点。

主权项

一种无粘结剂制备锡基/碳纤维毡高性能锂离子电池负极材料的方法，其特征是，所述方法包括以下步骤：(1)将氧化石墨烯GO分散于N，N二甲基甲酰胺DMF溶液中，浓度为0.01‑0.1mg/ml，悬浊液用超声波超声20‑40min，制得GO悬浊液；(2)将聚丙烯腈PAN、二水合二氯化锡溶解于DMF中，浓度分别为3‑10％和2‑6％，在温度为40‑80℃范围内磁力搅拌直到混合液变为澄清溶液，时间为2‑6h；(3)将(2)步骤中所获得溶液冷却至常温，混合步骤(1)和步骤(2)所得溶液，所获得的混合溶液的颜色由透明浅棕色变为黑色，所述黑色为石墨烯的颜色，氧化石墨烯在常温下被还原为石墨烯，所获得的混合溶液作为纺丝前驱体溶液；(4)将纺丝前驱体溶液转移至5ml、10ml或者20ml的注射器内，且带有0.3‑1.2mm内径的不锈钢针头，注射泵控制前驱体溶液的流速为0.1‑0.8ml/h，15*15cm铝箔散热片作为收集板,将针头与收集板的距离固定为8‑15cm，且保持针头与收集板处于垂直状态，然后在针头及收集板间加上8‑15KV高压后对前驱体溶液进行静电纺丝；(5)待纺丝完毕，收集材料后，在60‑80℃的真空干燥箱中干燥10‑24h，将所得样品在空气中以升温速率为1‑5℃/min，升温至180‑240℃，预氧化处理1‑4h，然后剪片后在氩气中以升温速率为3‑8℃/min，升温至400‑800℃，碳化1‑3h即得锡基/碳纤维毡复合材料。