一种碳掺杂二氧化锡纳米线锂电池负极材料的制备方法

摘要

本发明涉及一种碳掺杂二氧化锡纳米线锂电池负极材料的制备方法，利用可溶性酚醛树脂和致孔剂的自组装过程制备六方堆积相结构的介孔酚醛树脂，进一步碳化得到介孔碳，并以其为模板，在其纳米孔道中生长二氧化锡，通过灼烧控制碳的含量，得到碳掺杂二氧化锡纳米线锂电池负极材料。其稳定的结构可以提高储锂能力和锂离子扩散速率，缓解体积变化和团聚引起的结构破坏，从而显著提高电极容量和循环稳定性。

主权项

一种碳掺杂二氧化锡纳米线锂电池负极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将80～100份的苯酚进行加热熔融，边搅拌边依次滴加10～30份的质量浓度为20％的氢氧化钠溶液和80～160份的质量浓度为37％的甲醛溶液，然后进行升温，反应40～80分钟后，再进行冷却，然后加入盐酸调至中性，真空干燥得到低分子量可溶性酚醛树脂；2)将步骤1)中得到的低分子量可溶性酚醛树脂溶于1500～4000份的乙醇中，加入40～200份的致孔剂，搅拌至澄清透明，室温下静置，待乙醇挥发完后，再置于烘箱中进行加热，使所述低分子量可溶性酚醛树脂交联固化，得到中间产物A，然后再在氮气或氩气氛围下，将中间产物A在管式炉中进行碳化，得到具有连续孔道的介孔碳材料；所述致孔剂包括聚氧乙烯十六烷基醚、聚氧乙烯‑聚氧丙烯嵌段共聚物、聚氧乙烯‑聚苯乙烯嵌段共聚物或聚苯乙烯‑聚乙烯基吡啶嵌段共聚物中的任意一种；3)将步骤2)中得到的所述介孔碳材料浸泡在熔融的二氧化锡前驱体中，真空条件下进行静置，使二氧化锡前驱体充分渗透到介孔碳材料的孔道中，得到中间产物B，再将所述中间产物B在体积比为1:1的水‑乙醇中进行浸泡，然后取出，再在惰性气体和空气的混合气体中进行灼烧，即得到所述碳掺杂二氧化锡纳米线锂电池负极材料；所述二氧化锡前驱体包括SnCl₂·2H₂O、SnCl₄·5H₂O或异辛酸亚锡中的任意一种；所述进行灼烧的工艺条件为在400℃的温度下灼烧1～5小时；其中，所述惰性气体和空气的体积比1:10～10:1；上述份数均指重量份数。