SnO₂@C空心纳米球的制备方法及其在锂离子电池中的应用

摘要

本发明属于纳米复合材料技术领域，具体涉及核壳结构SnO₂@C空心纳米球的制备方法及其在锂离子电池中的应用，首先，以二氧化硅为模板，采用一步法合成高分散、粒径均一的空心SnO₂纳米球。并以PAA为碳源，再在其上包覆碳层，制得核壳结构SnO₂@C空心纳米球。以达到综合纳米颗粒的纳米分散对于SnO₂体积膨胀的调节作用、空心结构对于因体积变化产生的内应力的吸收作用及碳包覆层对于二氧化锡颗粒的约束及缓冲作用的目的，应用于锂离子电池中，进而获得更高的电池容量、更好的循环稳定性能、更长的使用寿命。

主权项

SnO₂@C空心纳米球的制备方法，其特征是具体步骤如下：（1）在100 mL烧瓶中依次加入60 ~ 80 mL乙醇，3 ~ 4 mL氨水和1 ~ 1.3 mL水，搅拌混合均匀，然后缓慢滴加2.0 ~ 3.0 mL正硅酸乙酯，20 ^oC恒温搅拌6 ~ 8 h；（2）将步骤（1）得到的溶液进行离心分离7000 rpm，8 ~ 10 min，再分别用去离子水和无水乙醇交替洗涤数次，所得沉淀在烘箱中50 ~ 80 ^oC烘干8 ~ 10 h，得到干燥二氧化硅纳米粒子；（3）将1.0 ~ 1.5 mg步骤（2）得到的二氧化硅纳米粒子分散在6 ~ 7 mL体积比为1：1的水和乙醇的混合溶液中，然后分别将0.2 ~ 0.3 mL 0.2 M尿素和0.4 ~ 0.5 mL 0.08 M锡酸钠添加到反应液中，磁力搅拌0.5 ~1.0 h；（4）将步骤（3）得到的溶液转移到15 mL水热反应釜中，于170 ^oC烘箱中反应1 ~ 2 h，自然冷却至室温，离心分离7000 rpm，8 ~ 10 min，再分别用去离子水和无水乙醇交替洗涤数次，所得沉淀在烘箱中50 ~ 80 ^oC烘干8 ~ 10 h，既得到空心SnO₂纳米粒子；（5）将4 ~ 6 mg步骤（4）得到的空心SnO₂纳米粒子和8 ~ 12 mL去离子水加入到100 mL烧瓶中，超声分散10 ~ 20 min；（6）将60 ~ 100 µL 0.2 g/mL聚丙烯酸水溶液和90 ~ 150 µL 2 mol/L的氨水先后加入步骤（5）得到的溶液中，超声分散10 ~ 30 min；（7）在磁力搅拌下将90 ~ 120 mL异丙醇缓慢滴加入步骤（6）得到的溶液中，滴加完毕后进行离心分离7000 rpm，5 ~ 8 min，所得沉淀在50 ~ 80 ^oC烘箱中烘干12 ~ 20 h；（8）将步骤（7）得到的固体置于管式炉中400 ~ 500 ^oC煅烧4 ~ 5 h，得到核壳结构SnO₂@C空心纳米球。