一种锂离子电池炭包覆Sn-Co/石墨烯微球负极材料的制备方法

摘要

针对现有技术中尚无基于Sn‑Co合金的能够同时具有储锂容量高、库伦效率大、循环寿命长和充填密度大的锂离子电池负极材料，本发明提供了一种锂离子电池炭包覆Sn‑Co合金/石墨烯复合微球负极材料的制备方法，属于锂离子电池负极材料领域。该方法通过湿法将Sn‑Co纳米合金沉积在石墨烯表面，然后采用喷雾干燥法对纳米中间体进行造粒，再将复合微球中间体进行沥青包覆，最后进行加热炭化的方式制备出炭包覆Sn‑Co合金/石墨烯复合微球负极材料，该方法制备工艺简单、适合大规模产业化生产；该方法制得的炭包覆Sn‑Co合金/石墨烯微球负极材料储锂容量高、库伦效率大、循环寿命长、充填密度大。

主权项

一种锂离子电池炭包覆Sn‑Co/石墨烯微球负极材料的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：(1)制备纳米中间体将可溶性Sn盐和可溶性Co盐加入去离子水，充分溶解后，加入石墨烯和表面改性剂溶液，超声分散5～10min后，再加入还原剂反应10～20min，反应生成的Sn‑Co纳米合金沉积在石墨烯表面，将反应溶液过滤、再将固体物质洗涤、干燥，得到纳米中间体；其中，所述的石墨烯是由天然鳞片石墨经过Hummer法氧化和水合肼还原制得的、具有碳原子结构缺陷和表面官能团的单层或低于10层的少层石墨烯；可溶性Sn盐为SnCl₄，SnSO₄，Na₂SnO₃或Sn₂P₂O₇；可溶性Co盐为CoSO₄或Co(NO₃)₂；还原剂为0.1～1mol/L的NaBH₄乙醇溶液或KBH₄水溶液；表面改性剂为十二烷基硫酸钠或十二烷基磺酸钠；(2)制备复合微球中间体将步骤(1)所得的纳米中间体中加入去离子水，搅拌均匀后，加入粘结剂，搅拌成浆料，然后进行喷雾干燥造粒，得到粒径为微米级的复合微球中间体大颗粒；(3)制备炭包覆复合微球将石油沥青加入煤油中，充分溶解后，再加入步骤(2)所得的复合微球中间体，加热烘干，最后在惰性气氛下进行加热炭化，得到炭包覆Sn‑Co/石墨烯微球。