專(zhuān)利名稱(chēng)：二次電池用負(fù)極活性材料、制備方法及其二次電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電池技術(shù)領(lǐng)域的電極活性材料、制備方法及其二次電池，特別是一種SnO2納米棒陣列/石墨納米薄片復(fù)合物負(fù)極活性材料、制備方法及其二次電池。
背景技術(shù)：
與鉛酸電池、鎳鎘電池、鎳氫電池相比，鋰離子電池具備能量密度高，比容量大，循環(huán)使用壽命長(zhǎng)，環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，在手機(jī)、筆記本電腦、數(shù)碼相機(jī)和數(shù)碼攝像機(jī)等產(chǎn)品中得到了廣泛的應(yīng)用。目前，鋰離子電池的性能能夠較好的滿足小型電器的需求，而在電動(dòng)汽車(chē)和儲(chǔ)能裝置的應(yīng)用上，鋰離子電池仍然面臨著巨大的挑戰(zhàn)。因此，開(kāi)發(fā)高性能的鋰離子電池活性材料，對(duì)各種鋰離子電池的發(fā)展應(yīng)用至關(guān)重要。SnO2基鋰電池負(fù)極材料的電極材料具有高容量(理論可逆容量781mAh · g—1)、低脫嵌鋰電壓與電解液反應(yīng)活性低等優(yōu)點(diǎn)，有望成為替代商業(yè)化石墨或碳負(fù)極的材 料。但SnO2基材料在高程度脫嵌鋰下，存在著嚴(yán)重的體積效應(yīng)，容易導(dǎo)致材料的結(jié)構(gòu)崩塌和活性物質(zhì)的脫落，使得循環(huán)穩(wěn)定性大大下降。如Junsong Chen等人報(bào)道，二氧化錫中空納米球電極，經(jīng)40次循環(huán)后，放電比容量?jī)H為600mAh/g(Journal of MaterialsChemistry. 21 (2011) 9912-9924)。此外，雖然 Xuyangffang 等人報(bào)道的 SnO2 納米粒子/石墨烯復(fù)合材料具有較好的循環(huán)穩(wěn)定性，但是比容量和倍率性能較差，在電流密度為64、400和1000mA/g，經(jīng)過(guò)多次(30-50次)循環(huán)可逆容量分別為840、590和270mAh/g(Carbon. 49(2011) 133-139)。納米粒子/石墨烯復(fù)合物比容量和倍率性能較差的主要原因在于復(fù)合物中的納米粒子處于石墨烯片層的兩面，往往直接與電解質(zhì)接觸容易粉化失活造成容量損失；而納米粒子的大面積包裹使得材料的導(dǎo)電率降低影響了倍率性能。針對(duì)以上問(wèn)題,在石墨烯上生長(zhǎng)SnO2納米棒陣列可解決以上問(wèn)題首先SnO2納米棒原位生長(zhǎng)在石墨烯納米薄片上，原位的Sn-O鍵等強(qiáng)共價(jià)鍵相互作用可以提高材料的導(dǎo)電性能、降低歐姆極化；其次，納米棒的存在阻止了石墨烯納米薄片的重新堆積，產(chǎn)生的多孔結(jié)構(gòu)有利于電解液的滲透和鋰離子的擴(kuò)散；再其次，石墨烯納米片間、納米棒與納米棒之間的空隙能夠很好的容納SnO2納米棒在充放電過(guò)程中的體積變化；另外，SnO2納米棒本身尺寸很小，其絕對(duì)體積變化不大，且層層自組裝的結(jié)構(gòu)使得納米棒與石墨烯緊密結(jié)合，不易因?yàn)榕c導(dǎo)電基底脫離接觸而失活。目前獲得SnO2納米棒/石墨烯復(fù)合物的方法主要有一是溶劑熱法(X.Huang, et.al.，Chemphyschem, 12 (2011) 278-281.)，將摩爾比為 Sn/C = 1:6 的 SnCl4 ·5Η20和石墨烯氧化物加入到二甲亞砜中溶劑熱處理后，即可得到生長(zhǎng)有SnO2納米棒的石墨烯復(fù)合物，這種方法所得的復(fù)合物中納米棒主要以平鋪到石墨烯片層結(jié)構(gòu)之間為主這不利于提高石墨烯材料的穩(wěn)定性，所得復(fù)合物在50mA/g電流密度下循環(huán)20次后僅保留510mAh/g的比容量；二是兩步法(Z. Zhang et. al. , J Mater Chem, 21 (2011) 17360.):首先在石墨烯表面生長(zhǎng)一層SnO2晶種層，然后再進(jìn)行水熱處理。最近，Xu等人將石墨稀氧化物和SnCl4 · 5H20的稀鹽酸溶液水熱處理，也可以得到生長(zhǎng)有稀疏納米棒的石墨烯復(fù)合物(C. Xu, et. al.，J MaterChem, 22(2012)975.)，該方法步驟復(fù)雜。且由于納米棒比較稀疏，復(fù)合物的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性較差導(dǎo)致材料的循環(huán)穩(wěn)定性和比容量較低，200mA/g電流密度下循環(huán)50次后僅保留574. 6mAh/g的比容量。這些方法制備的SnO2納米棒/石墨烯復(fù)合物都不能夠在滿足形成SnO2納米棒陣列的同時(shí)與石墨烯復(fù)合，且無(wú)法形成層層自組裝的三維多級(jí)結(jié)構(gòu)，因此其鋰離子電池性能仍有待提聞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供了具有性能穩(wěn)定，可逆比容量高的鋰離子電池負(fù)極材料SnO2納米棒陣列/石墨納米薄片復(fù)合物及其制備方法和應(yīng)用該負(fù)極材料的二次電池。本發(fā)明的技術(shù)方案如下二次電池用負(fù)極活性材料的制備方法，包括以下步驟(I)將石墨薄片加入到含有脲、SnCl4 · 5H20和硫代乙醇酸的混合水溶液中；
(2)將得到的混合水溶液超聲處理；(3)將超聲處理后的混合水溶液轉(zhuǎn)移到高溫高壓容器中，在一定溫度下反應(yīng)；(4)將反應(yīng)后的溶液離心或過(guò)濾分離，干燥后得到SnO2納米棒陣列/石墨納米薄片復(fù)合物。所述石墨薄片可以是石墨烯、石墨烯氧化物或膨脹石墨中的任一種或兩種及兩種以上的混合物，為單層或多層的片狀結(jié)構(gòu)。所述步驟(I)為將5-50份石墨薄片加入到含有10-500份脲、10-100份SnCl4 ·5H20和10-100份硫代乙醇酸水的混合水溶液中；步驟(2)為將得到的混合水溶液超聲處理10-300分鐘；步驟(3)為將超聲處理后的混合水溶液轉(zhuǎn)移到高溫高壓容器中，100-200° C反應(yīng)5-30小時(shí)。所述將5-50份石墨薄片加入到含有10-500份脲、10-100份SnCl4 ·5Η20和10-100份硫代乙醇酸水的混合水溶液中的步驟中，混合水溶液為8000份。本發(fā)明還公開(kāi)了應(yīng)用上述方法制備的二次電池用負(fù)極活性材料，包括石墨納米薄片；均勻排列在石墨納米薄片之間的SnO2納米棒陣列。所述復(fù)合物中石墨納米薄片的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為5_90%。所述復(fù)合物中石墨納米薄片的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為20-43%。在有些實(shí)施例中，所述SnO2納米棒長(zhǎng)度在30_500nm。在另一些實(shí)施例中，所述SnO2納米棒長(zhǎng)度在80_100nm。本發(fā)明還公開(kāi)了負(fù)極應(yīng)用本發(fā)明所述的二次電池用負(fù)極活性材料的二次電池。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，SnO2納米棒陣列/石墨納米薄片負(fù)極材料能使二氧化錫和石墨納米薄片儲(chǔ)鋰性能的特點(diǎn)結(jié)合起來(lái)，充分發(fā)揮這兩種材料的協(xié)同效應(yīng)，同時(shí)又避免了它們的缺點(diǎn)。強(qiáng)烈的聲化學(xué)作用使石墨納米薄片的層間距擴(kuò)大，SnO2納米棒原位生長(zhǎng)在石墨納米薄片上，原位的Sn-O鍵等強(qiáng)共價(jià)鍵相互作用可以提高材料的導(dǎo)電性能、降低歐姆極化。其次，納米棒的存在阻止了石墨納米薄片的重新堆積，產(chǎn)生的多孔結(jié)構(gòu)有利于電解液的滲透和鋰離子的擴(kuò)散。再其次，石墨納米薄片間、納米棒與納米棒之間的空隙能夠很好的容納SnO2納米棒在充放電過(guò)程中的體積變化。另外，SnO2納米棒本身尺寸很小，其絕對(duì)體積變化不大，且層層自組裝的結(jié)構(gòu)使得納米棒與石墨納米薄片緊密結(jié)合，不易因?yàn)榕c導(dǎo)電基底脫離接觸而失活。通過(guò)本發(fā)明優(yōu)化條件下制備的復(fù)合材料作為鋰離子電池負(fù)極材料性能穩(wěn)定，可逆比容量高，材料制備工藝簡(jiǎn)單，適合工業(yè)化生產(chǎn)。


圖I是根據(jù)實(shí)施例I制備的SnO2納米棒陣列/石墨納米薄片復(fù)合物的XPS能譜a,全譜；b, C Is 譜；c, O Is 譜；d，Sn 3d 譜;圖2是根據(jù)實(shí)施例I制備的SnO2納米棒陣列/石墨納米薄片復(fù)合物的XRD (a)圖和 FESEM (b-d)圖;圖3是根據(jù)實(shí)施例I的SnO2納米棒陣列/石墨納米薄片復(fù)合物熱失重圖；圖4是根據(jù)實(shí)施例I制備的SnO2納米棒陣列/石墨納米薄片復(fù)合物在O. OOlV到3V和O. 2A g-1電流密度下的循環(huán)曲線；圖5是根據(jù)實(shí)施例I制備的圖5是實(shí)施例I的SnO2納米棒陣列/石墨納米薄片復(fù)合物在O. OOlV到3V和O. 2A g—1電流密度下的倍率性能曲線；圖6是根據(jù)實(shí)施例2制備的SnO2納米棒陣列/石墨納米薄片復(fù)合物FESEM (a_d)圖；圖7是根據(jù)實(shí)施例9制備的SnO2納米棒陣列/石墨納米薄片復(fù)合物在O. OOlV到3V和O. 2A g-1電流密度下的循環(huán)曲線。圖8是根據(jù)實(shí)施例9的SnO2納米棒陣列/石墨納米薄片復(fù)合物在O. OOlV到3V和O. 2A g—1電流密度下的倍率性能曲線。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖給出本發(fā)明示例性實(shí)施例，以詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案。以下實(shí)施例中所需石墨烯氧化物(GO)按照Hummers方法(Advanced FunctionalMaterials 2009，19，2782)制備將 4. Og 石墨、6. Og K2S2O8 和 6. Og P2O5 分散于 30mL 濃硫酸中；80° C油浴6小時(shí)后,將混合液冷卻至室溫。用2L去離子水稀釋混合液,浸泡12小時(shí)后過(guò)濾，產(chǎn)物自然干燥。在冰水浴中將得到的預(yù)處理石墨加入到300mL的0° C濃硫酸中；然后將3581^1104充分溶解到上述溶液中，保持溫度低于20° C。將混合液在35° C下反應(yīng)4小時(shí)后，用IL去離子水稀釋所得反應(yīng)液(稀釋過(guò)程保持溫度低于50° C);然后再加入IL去離子水，在攪拌條件下將IOOmL的30%H202逐滴加入混合液中。將上述反應(yīng)液過(guò)濾后，用2L (1:10)的稀鹽酸重新分散洗滌、過(guò)濾；并用2L去離子水洗滌至中性，60° C真空烘箱干燥后待用。以下實(shí)施例中所需石墨烯如無(wú)特殊說(shuō)明均以下方法制備將自制石墨烯氧化物Ig分散到IOOml水中,然后加入50水合肼還原,離心分離冷凍干燥后即可使用。以下實(shí)施例中所需膨脹石墨如無(wú)特殊說(shuō)明采用以下方法制備將IOg可膨脹石墨(膨脹度300ml/g，青島海達(dá)石墨有限公司)放入預(yù)熱600° C馬弗爐中加熱10分鐘后取出，冷卻備用。實(shí)例中X射線衍射(XRD)表征采用日本島津公司所制XRD-6000儀器在CuKa，40kV, 30mA條件下測(cè)試所得。場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡(FESEM)采用JSM-7401F型場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡進(jìn)行測(cè)試所得。X射線光電子能譜分析(XPS)采用Versa Probe PHI-5000型X射線光電子能譜分析儀測(cè)試所得。以下實(shí)施例中采用如下所述方法組裝電池并進(jìn)行測(cè)試。電池組裝采用CR2016型扣式電池測(cè)試材料的電化學(xué)儲(chǔ)鋰性能。按質(zhì)量比稱(chēng)取80%電極活性物質(zhì)、10%的乙炔黑和10%聚偏四氟乙烯(PVDF)粘合劑(PVDF為O. 02gmL^PVDF/NMP溶液)，置于小燒杯中混合攪拌8小時(shí)，獲得混合均勻的電極漿料。將漿料均勻涂布于銅箔上，并在60-80° C烘箱中烘干，干燥后的極片經(jīng)壓片、沖切，制成直徑為12_的圓片，將電極片在80° C下真空干燥6小時(shí)后采用精密天平(O. Olmg)稱(chēng)重。將相同部位的空白銅箔打片后稱(chēng)重，差值的80%即為每個(gè)電極片上的活性物質(zhì)質(zhì)量。將干燥稱(chēng)重后的電極片立即轉(zhuǎn)移到充滿氬氣保護(hù)氣氛的手套箱(Super 1220/750，米開(kāi)羅那(中國(guó))有限公司，氧氣<5ppm，水〈lppm)中裝配電池，金屬鋰片作為對(duì)電極，IM LiClO4的EC:DMC(I: I)為電解液，Celgard2300為隔膜，發(fā)泡鎳片作為填充物，做成CR2016型扣式電池。
充放電測(cè)試在LAND電池測(cè)試系統(tǒng)(CT2001A)上進(jìn)行充放電測(cè)試，設(shè)置為恒流充放電的形式，采用的電流密度為設(shè)定值，充放電電壓范圍設(shè)置為O. 001-3V。實(shí)施例I將5份自制石墨烯氧化物加入到含有200份脲(每100份為lg)、35份SnCl4 ·5Η20、37份硫代乙醇酸和水的混合水溶液(8000份)中，超聲30分鐘，最后將混合液轉(zhuǎn)移到的聚四氟乙烯內(nèi)膽中，放入鋼質(zhì)的高壓釜中，180° C反應(yīng)12小時(shí)后制得SnO2納米棒陣列/石墨納米薄片復(fù)合物。圖I是是實(shí)例I所得樣品的XPS能譜。在全譜中可以發(fā)現(xiàn)Sn、0、C、S四種元素，Sn3d譜均由電子結(jié)合能為487. 7eV的Sn 3d5/2特征峰和電子結(jié)合能為495. 8eV的Sn 3d3/2特征峰組成，譜圖中沒(méi)有其他Sn單質(zhì)(Sn 3d5/2，485. OeV)和二價(jià)Sn (Sn 3d5/2，485. 8eV)的特征峰，說(shuō)明復(fù)合物是由石墨烯和四價(jià)錫的氧化物組成的。圖2是實(shí)例I所得樣品的XRD和SEM圖。由SEM照片顯示所得到的SnO2納米棒陣列/石墨納米薄片復(fù)合物為堆疊的層狀多孔結(jié)構(gòu)，SnO2納米棒陣列的存在使石墨烯納米薄片之間存在豐富的孔道結(jié)構(gòu)，并且阻止了石墨烯納米薄片的復(fù)合，從圖中可以看出SnO2納米棒的長(zhǎng)度在80-100納米。圖3是SnO2納米棒陣列/石墨烯負(fù)極材料的熱失重譜圖說(shuō)明其中石墨納米薄片的重量百分含量為33%。圖4是實(shí)施例I的SnO2納米棒陣列/石墨納米薄片復(fù)合物在O. 2A g—1電流密度下的循環(huán)曲線。從曲線上看,該負(fù)極材料具有很好的循環(huán)穩(wěn)定性。100次循環(huán)后可逆容量為1108mAhg_\較純SnO2電極，穩(wěn)定性顯著提高。圖5為材料倍率性能的測(cè)試，材料在O. 5，I和2A g—1的大電流下依然有977、802和672mAh g—1的可逆容量。實(shí)施例2將5份自制石墨烯加入到含有50份脲、10份SnCl4 · 5H20和11份硫代乙醇酸的混合水溶液(8000份)中，超聲30分鐘，最后將混合液轉(zhuǎn)移到的聚四氟乙烯內(nèi)膽中，放入鋼質(zhì)的高壓釜中，180° C反應(yīng)12小時(shí)后制得SnO2納米棒陣列/石墨納米薄片復(fù)合物，其中SnO2納米棒長(zhǎng)度為50-60nm、石墨納米薄片的重量百分含量為67%。以200mA/g的充放電電流密度進(jìn)行充放電測(cè)試，100次循環(huán)后可逆比容量為400mAh/g。實(shí)施例3將5份自制石墨烯氧化物和5份石墨烯加入到含有200份脲、35份SnCl4 ·5Η20和37份硫代乙醇酸的混合水溶液(8000份)中，超聲100分鐘，最后將混合液轉(zhuǎn)移到的聚四氟乙烯內(nèi)膽中，放入鋼質(zhì)的高壓釜中，180° C反應(yīng)12小時(shí)后制得SnO2納米棒陣列/石墨納米薄片復(fù)合物，其中SnO2納米棒長(zhǎng)度為70-80nm、石墨納米薄片的重量百分含量為43%。以200mA/g的充放電電流密度進(jìn)行充放電測(cè)試，100次循環(huán)后可逆比容量為860mAh/g。實(shí)施例4將50份膨脹石墨加入到含有200份脲、35份SnCl4 ·5Η20和37份硫代乙醇酸的混合水溶液(8000份)中，超聲10分鐘，最后將混合液轉(zhuǎn)移到的聚四氟乙烯內(nèi)膽中，放入鋼質(zhì)的高壓釜中，200° C反應(yīng)5小時(shí)后制得SnO2納米棒陣列/石墨納米薄片復(fù)合物，其中SnO2納米棒長(zhǎng)度為30-50nm、石墨納米薄片的重量百分含量為90%。以200mA/g的充放電電流密度進(jìn)行充放電測(cè)試，100次循環(huán)后可逆比容量為300mAh/g。實(shí)施例5
將5份自制石墨烯氧化物加入到含有300份脲、20份SnCl4 · 5H20和30份硫代乙醇酸的混合水溶液(8000份)中，超聲200分鐘，最后將混合液轉(zhuǎn)移到的聚四氟乙烯內(nèi)膽中，放入鋼質(zhì)的高壓釜中，100° C反應(yīng)30小時(shí)后制得SnO2納米棒陣列/石墨納米薄片復(fù)合物，其中SnO2納米棒長(zhǎng)度為65-75nm、石墨納米薄片的重量百分含量為41%。以200mA/g的充放電電流密度進(jìn)行充放電測(cè)試，100次循環(huán)后可逆比容量為750mAh/g。實(shí)施例6將5份自制石墨烯氧化物加入到含有500份脲、50份SnCl4 · 5H20和50份硫代乙醇酸的混合水溶液(8000份)中，超聲300分鐘，最后將混合液轉(zhuǎn)移到的聚四氟乙烯內(nèi)膽中，放入鋼質(zhì)的高壓釜中，100° C反應(yīng)30小時(shí)后制得SnO2納米棒陣列/石墨納米薄片復(fù)合物，其中石墨納米薄片的重量百分含量為26%。以200mA/g的充放電電流密度進(jìn)行充放電測(cè)試，100次循環(huán)后可逆比容量為1050mAh/g。實(shí)施例7將5份自制石墨烯氧化物加入到含有500份脲、100份SnCl4 · 5H20和100份硫代乙醇酸的混合水溶液(8000份)中，超聲200分鐘，最后將混合液轉(zhuǎn)移到的聚四氟乙烯內(nèi)膽中，放入鋼質(zhì)的高壓釜中，180° C反應(yīng)30小時(shí)后制得SnO2納米棒陣列/石墨納米薄片復(fù)合物，其中SnO2納米棒長(zhǎng)度為400-500nm、石墨納米薄片的重量百分含量為5%。以200mA/g的充放電電流密度進(jìn)行充放電測(cè)試，100次循環(huán)后可逆比容量為580mAh/g。實(shí)施例8將5份自制石墨烯氧化物加入到含有200份脲、50份SnCl4 · 5H20和60份硫代乙醇酸的混合水溶液(8000份)中，超聲60分鐘，最后將混合液轉(zhuǎn)移到的聚四氟乙烯內(nèi)膽中，放入鋼質(zhì)的高壓釜中，180° C反應(yīng)30小時(shí)后制得SnO2納米棒陣列/石墨納米薄片復(fù)合物，其中SnO2納米棒長(zhǎng)度為200-300nm、石墨納米薄片的重量百分含量為16%。以200mA/g的充放電電流密度進(jìn)行充放電測(cè)試，100次循環(huán)后可逆比容量為630mAh/g。實(shí)施例9將10份自制石墨烯氧化物加入到含有200份脲(每100份為lg)、35份SnCl4 ·5Η20和37份硫代乙醇酸的混合水溶液(8000份)中，超聲30分鐘，最后將混合液轉(zhuǎn)移到的聚四氟乙烯內(nèi)膽中，放入鋼質(zhì)的高壓釜中，180° C反應(yīng)12小時(shí)后制得SnO2納米棒陣列/石墨納米薄片復(fù)合物。其中SnO2納米棒長(zhǎng)度為70-80nm、石墨納米薄片的重量百分含量為66%。圖7是實(shí)施例I的SnO2納米棒陣列/石墨納米薄片復(fù)合物在O. 2A g—1電流密度下的循環(huán)曲線。從曲線上看，該負(fù)極材料具有很好的循環(huán)穩(wěn)定性。100次循環(huán)后可逆容量為560mAh g_\較純SnO2電極，穩(wěn)定性顯著提高。圖8為材料倍率性能的測(cè)試，材料在O. 5，I和2A g—1的大電流下依然有470、420和370mAh g—1的可逆容量。以上所述僅是本發(fā)明的示例性實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明權(quán)利要求限定的精神和范圍的情況下，可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.二次電池用負(fù)極活性材料的制備方法，包括一下步驟 (1)將石墨薄片加入到含有服、SnCl4· 5H20和硫代こ醇酸的混合水溶液中； (2)將得到的混合水溶液超聲處理； (3)將超聲處理后的混合水溶液轉(zhuǎn)移到高溫高壓容器中，在一定溫度下反應(yīng)； (4)將反應(yīng)后的溶液離心或過(guò)濾分離，干燥后得到SnO2納米棒陣列/石墨納米薄片復(fù)合物。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，其中所述的石墨薄片是石墨烯、石墨烯氧化物或膨脹石墨中的任ー種或兩種及兩種以上的混合物。
3.如權(quán)利要求I所述的方法，其中所述步驟(I)為將5-50份石墨薄片加入到含有10-500份脲、10-100份SnCl4 · 5H20和10-100份硫代こ醇酸水的混合水溶液中；步驟(2)為將得到的混合水溶液超聲處理10-300分鐘；步驟(3)為將超聲處理后的混合水溶液轉(zhuǎn)移到高溫高壓容器中，100-200° C反應(yīng)5-30小時(shí)。
4.如權(quán)利要求2所述方法，其中將5-50份石墨薄片加入到含有10-500份脲、10-100份SnCl4 · 5H20和10-100份硫代こ醇酸水的混合水溶液中的步驟中，混合水溶液為8000份。
5.如權(quán)利要求1-4任ー項(xiàng)的方法得到的二次電池用負(fù)極活性材料，包括 石墨納米薄片； 均勻排列在所述石墨納米薄片之間的SnO2納米棒陣列。
6.如權(quán)利要求5所述的復(fù)合物，其中所述石墨納米薄片的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為20-43%。
7.如權(quán)利要求5所述的復(fù)合物，其中所述墨納米薄片為單層或多層的片狀結(jié)構(gòu)。
8.如權(quán)利要求5所述的復(fù)合物，其中所述SnO2納米棒長(zhǎng)度在30-500nm。
9.如權(quán)利要求5所述的復(fù)合物，其中所述SnO2納米棒長(zhǎng)度在80-100nm。
10.二次電池,包括ー負(fù)極,所述負(fù)極包含權(quán)利要求5-9任ー項(xiàng)的二次電池用負(fù)極活性材料。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電池技術(shù)領(lǐng)域的二次電池用負(fù)極活性材料、制備方法及其二次電池。該活性材料由石墨納米薄片和均勻的排列在石墨納米薄片片層之間的SnO2納米棒組成，石墨納米薄片的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是5-90%，納米棒長(zhǎng)度在30-500nm之間。制備方法將石墨薄片加入到含有脲、SnCl4·5H2O和硫代乙醇酸的混合水溶液中；將得到的混合水溶液超聲處理；將超聲處理后的混合水溶液轉(zhuǎn)移到高溫高壓容器中，在一定溫度下反應(yīng)；將反應(yīng)后的溶液離心或過(guò)濾分離，干燥后得到SnO2納米棒陣列/石墨納米薄片復(fù)合物。通過(guò)本發(fā)明制備的二次電池用負(fù)極活性材料性能穩(wěn)定，作為鋰離子電池負(fù)極材料，可逆比容量高。
文檔編號(hào)H01M4/587GK102867946SQ20121036694
公開(kāi)日2013年1月9日 申請(qǐng)日期2012年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月28日
發(fā)明者宰建陶, 李波, 韓倩琰, 肖映林, 錢(qián)雪峰, 馬紫峰 申請(qǐng)人:上海中聚佳華電池科技有限公司, 上海交通大學(xué)