一种二氧化锡负极材料的制备方法技术

一种二氧化锡负极材料的制备方法，它属于锂电池负极材料合成技术领域。本发明专利技术要解决现有SnO2负极材料在充放电过程中的体积效应大、在集流体上易脱落、制备SnO2负极材料工艺复杂成本较高的问题。制备方法：一、制备微弧氧化电解液；二、将钛箔及微弧氧化电解液置于微弧氧化电解槽中，以钛箔为正极，不锈钢板为负极；三、微弧氧化。本发明专利技术用于二氧化锡负极材料的制备。制备。制备。

【技术实现步骤摘要】
一种二氧化锡负极材料的制备方法


[0001]本专利技术属于锂电池负极材料合成


技术介绍

[0002]SnO2有着高的理论比容量、相对较低的充放电平台、成本低廉、对环境友好、安全性能高等优点，用SnO2负极材料替代石墨负极材料是最理想的。但是由于SnO2材料在充放电过程中，体积变化高达300％，导致电极会在电池充放电过程中被破坏，使得比容量骤减，无法满足人们的日常需求。而且传统制备SnO2负极材料的工艺复杂，过程繁琐，且容易从集流体上脱落，导致锂电池的电化学性能迟迟没有提高。

技术实现思路

[0003]本专利技术要解决现有SnO2负极材料在充放电过程中的体积效应大、在集流体上易脱落、制备SnO2负极材料工艺复杂成本较高的问题，进而提供一种二氧化锡负极材料的制备方法。
[0004]一种二氧化锡负极材料的制备方法，它是按以下步骤进行的：
[0005]一、将Na2SnO3、Na3PO4及去离子水搅拌溶解，得到微弧氧化电解液；
[0006]所述的微弧氧化电解液中Na2SnO3的浓度为1g/L～40g/L；所述的微弧氧化电解液中Na3PO4的浓度为0.5g/L～30g/L；
[0007]二、将钛箔及微弧氧化电解液置于微弧氧化电解槽中，以钛箔为正极，不锈钢板为负极，保持微弧氧化温度恒定为10℃～25℃；
[0008]三、在温度为10℃～25℃、电流密度为0.1A
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‑2～3A
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‑2、占空比为3％～40％及频率为200Hz～2000Hz的条件下，微弧氧化30s～60min，得到二氧化锡负极材料。
[0009]本专利技术的有益效果是：
[0010]本专利技术简化了制备步骤，同时原位生成二氧化钛和二氧化锡，在发挥二氧化锡高放电比容量的同时，结构稳定的二氧化钛可在电池充放电过程中限制二氧化锡的体积膨胀，充放电循环500次，容量保持率为75.3％。
[0011]1.本专利技术在生成SnO2的同时也生成了锐钛矿型TiO2，锐钛矿型TiO2结构稳定，TiO2包围在SnO2周围，限制了SnO2的体积膨胀，从而延长电池寿命。
[0012]2.本专利技术制备SnO2负极材料的工艺简单，减少了生产成本，便于大批量生产。
附图说明
[0013]图1为实施例一制备的二氧化锡负极材料的倍率性能曲线；
[0014]图2为实施例一制备的二氧化锡负极材料的扫描电镜图；
[0015]图3为实施例二制备的二氧化锡负极材料的循环性能曲线；
[0016]图4为实施例二制备的二氧化锡负极材料的扫描电镜图；
[0017]图5为实施例三制备的二氧化锡负极材料的循环性能曲线；
[0018]图6为实施例三制备的二氧化锡负极材料的扫描电镜图；
[0019]图7为实施例一制备的二氧化锡负极材料的扫描电镜图，a为扫描电镜图的截面照，b为O能谱图，c为Ti能谱图，d为Sn能谱图。
具体实施方式
[0020]具体实施方式一：本实施方式一种二氧化锡负极材料的制备方法，它是按以下步骤进行的：
[0021]一、将Na2SnO3、Na3PO4及去离子水搅拌溶解，得到微弧氧化电解液；
[0022]所述的微弧氧化电解液中Na2SnO3的浓度为1g/L～40g/L；所述的微弧氧化电解液中Na3PO4的浓度为0.5g/L～30g/L；
[0023]二、将钛箔及微弧氧化电解液置于微弧氧化电解槽中，以钛箔为正极，不锈钢板为负极，保持微弧氧化温度恒定为10℃～25℃；
[0024]三、在温度为10℃～25℃、电流密度为0.1A
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‑2～3A
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‑2、占空比为3％～40％及频率为200Hz～2000Hz的条件下，微弧氧化30s～60min，得到二氧化锡负极材料。
[0025]本实施方式的有益效果是：
[0026]本实施方式简化了制备步骤，同时原位生成二氧化钛和二氧化锡，在发挥二氧化锡高放电比容量的同时，结构稳定的二氧化钛可在电池充放电过程中限制二氧化锡的体积膨胀，充放电循环500次，容量保持率为75.3％。
[0027]1.本实施方式在生成SnO2的同时也生成了锐钛矿型TiO2，锐钛矿型TiO2结构稳定，TiO2包围在SnO2周围，限制了SnO2的体积膨胀，从而延长电池寿命。
[0028]2.本实施方式制备SnO2负极材料的工艺简单，减少了生产成本，便于大批量生产。
[0029]具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤二中所述的钛箔厚度为8μm～2mm。其它与具体实施方式一相同。
[0030]具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二之一不同的是：步骤二中所述的钛箔为用酒精超声清洗去除表面杂质，然后鼓风干燥箱中干燥。其它与具体实施方式一或二相同。
[0031]具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是：步骤一中所述的微弧氧化电解液中Na2SnO3的浓度为20g/L～40g/L；所述的微弧氧化电解液中Na3PO4的浓度为20g/L～30g/L。其它与具体实施方式一至三相同。
[0032]具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是：步骤一中所述的微弧氧化电解液中Na2SnO3的浓度为30g/L～40g/L；所述的微弧氧化电解液中Na3PO4的浓度为10g/L～30g/L。其它与具体实施方式一至四相同。
[0033]具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是：步骤一中所述的微弧氧化电解液中Na2SnO3的浓度为10g/L～40g/L；所述的微弧氧化电解液中Na3PO4的浓度为30g/L。其它与具体实施方式一至五相同。
[0034]具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同的是：步骤三中在温度为10℃～25℃、电流密度为0.5A
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‑2～3A
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‑2、占空比为15％～40％及频率为800Hz～2000Hz的条件下，微弧氧化2min～60min。其它与具体实施方式一至六相同。
[0035]具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同的是：步骤三中在
温度为10℃～25℃、电流密度为0.8A
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‑2～3A
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‑2、占空比为18％～40％及频率为1000Hz～2000Hz的条件下，微弧氧化5min～60min。其它与具体实施方式一至七相同。
[0036]具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一至八之一不同的是：步骤三中在温度为10℃～25℃、电流密度为0.3A
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‑2、占空比为10％～40％及频率为500Hz～2000Hz的条件下，微弧氧化1min～60m本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种二氧化锡负极材料的制备方法，其特征在于它是按以下步骤进行的：一、将Na2SnO3、Na3PO4及去离子水搅拌溶解，得到微弧氧化电解液；所述的微弧氧化电解液中Na2SnO3的浓度为1g/L～40g/L；所述的微弧氧化电解液中Na3PO4的浓度为0.5g/L～30g/L；二、将钛箔及微弧氧化电解液置于微弧氧化电解槽中，以钛箔为正极，不锈钢板为负极，保持微弧氧化温度恒定为10℃～25℃；三、在温度为10℃～25℃、电流密度为0.1A
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‑2、占空比为3％～40％及频率为200Hz～2000Hz的条件下，微弧氧化30s～60min，得到二氧化锡负极材料。2.根据权利要求1所述的一种二氧化锡负极材料的制备方法，其特征在于步骤二中所述的钛箔厚度为8μm～2mm。3.根据权利要求1所述的一种二氧化锡负极材料的制备方法，其特征在于步骤二中所述的钛箔为用酒精超声清洗去除表面杂质，然后鼓风干燥箱中干燥。4.根据权利要求1所述的一种二氧化锡负极材料的制备方法，其特征在于步骤一中所述的微弧氧化电解液中Na2SnO3的浓度为20g/L～40g/L；所述的微弧氧化电解液中Na3PO4的浓度为20g/L～30g/L。5.根据权利要求1所述的一种二氧化锡负极材料的制备方法，其特征在于步骤一中所述的微弧氧化电解液中Na2SnO3的浓度为30g/L～40g/L；所述的微弧氧化电解液中Na3PO4的浓度为10g/L～30g/L。6.根据权利要求1所述的一种二氧化锡负极材料...

【专利技术属性】
技术研发人员：王振廷，尹吉勇，
申请(专利权)人：黑龙江科技大学，
类型：发明
国别省市：