Peo包覆的中空錫合金納米顆粒、其制備方法及其應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了PEO包覆的中空錫合金納米顆粒的制備方法及其應(yīng)用，屬于納米材料領(lǐng)域。本發(fā)明用化學(xué)還原法制備粒徑均勻的鎳納米顆粒，然后以鎳納米顆粒為模板，利用電流置換法制備中空錫合金納米顆粒，最后由PEO包覆。本發(fā)明方法簡單，條件溫和可控，所得PEO包覆的中空Sn-Ni 合金納米顆粒形貌、包覆層厚度可控，粒徑均勻，包覆層厚度均勻。PEO的包覆可避免Sn-Ni 合金納米顆粒之間直接接觸，防止其團(tuán)聚、粉化、脫落，可增強(qiáng)電池的循環(huán)性能，且PEO與堿金屬鹽絡(luò)合物具有離子導(dǎo)電性，加快了Li+傳遞，大電流充放電性能增加。因此，PEO包覆的中空Sn-Ni合金納米顆粒與包覆前相比，具有更好的容量保持性能和使用壽命。
【專利說明】PEO包覆的中空錫合金納米顆粒、其制備方法及其應(yīng)用

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及納米材料及其應(yīng)用【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種PEO包覆的中空錫合金納米顆粒、其制備方法及其應(yīng)用。

【背景技術(shù)】
[0002]綠色高效的能源儲存技術(shù)是可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)之一。隨著航空航天、軍用電子設(shè)備、電動(dòng)車等行業(yè)的高速發(fā)展，對新一代鋰離子電池提出了大功率、微型化和高容量的發(fā)展要求。然而以石墨(理論容量372 mAhg—1)為負(fù)極的鋰離子電池已不能滿足鋰離子電池的發(fā)展需要。新一代高性能鋰離子電池的發(fā)展迫切需要新型高容量鋰離子電池負(fù)極材料，因此，開發(fā)性能穩(wěn)定的大功率、高容量的鋰離子電池具有重要的研宄意義和應(yīng)用前景，其中關(guān)鍵之一是開發(fā)循環(huán)性能好、可逆容量高的鋰離子電池電極材料。開發(fā)新型電極材料，構(gòu)建新型電極結(jié)構(gòu)，以及研宄其機(jī)理是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的重要研宄內(nèi)容。
[0003]很多高容量硅基、錫基、鍺基等負(fù)極材料在鋰合金化過程中會發(fā)生嚴(yán)重的體積膨脹，產(chǎn)生機(jī)械應(yīng)力，導(dǎo)致活性材料粉化剝落，電極性能迅速下降。和實(shí)心塊體材料相比，中空材料具有密度小、比表面積大、表面滲透性好等優(yōu)點(diǎn)，而且內(nèi)部空腔可以吸收部分體積膨脹，表觀體積膨脹小，提高其循環(huán)穩(wěn)定性。
[0004]申請公布號為“CN 102983309”的發(fā)明專利公開了采用中空錫納米顆粒作為鋰電池負(fù)極材料，可以克服體積膨脹。但是中空納米顆粒作為負(fù)極雖然可利用空心結(jié)構(gòu)獲得高的面積比能量，但存在三維納米結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性差和界面穩(wěn)定性差的缺陷。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中中空錫納米顆粒作為鋰電池負(fù)極材料結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和界面穩(wěn)定性差的問題，本發(fā)明提供了一種PEO包覆的中空錫合金納米顆粒、其制備方法及其應(yīng)用。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案為:
一種PEO包覆的中空錫合金納米顆粒，包括中空錫合金納米顆粒，所述中空錫合金納米顆粒外面由PEO包覆層包覆。
[0007]優(yōu)選的，所述PEO包覆的中空錫合金納米顆粒的粒徑為145-200nm，所述中空錫合金納米顆粒的粒徑為140-160nm，所述包覆層的厚度為5_40nm。
[0008]PEO包覆的中空錫合金納米顆粒的制備方法，包括以下步驟:
1)化學(xué)還原法制備鎳納米顆粒
配制2-8g/100ml的NiCl2.6Η20的無水乙醇溶液，逐滴加入1-4 mo I/L的NaOH溶液，調(diào)節(jié)pH值至12-14，在60-80°C下保溫，向加熱后的溶液中加入15_30ml 80%wt的水合肼，恒溫反應(yīng)50-70min，反應(yīng)結(jié)束后離心分離出黑色物質(zhì)，用水和無水乙醇清洗，在80°C -120°C溫度下真空干燥12-24 h，得鎳納米顆粒，保存待用；
2)電流置換法制備中空Sn-Ni合金納米顆粒配制150ml濃度為l-2g/100ml的SnSOjK溶液，將0.5_2g鎳納米顆粒超聲分散在SnSO水溶液中，在80 0C -120 °C下攪拌反應(yīng)10-36小時(shí)，提純、干燥得中空Sn-Ni合金納米顆粒;
3)PEO包覆中空Sn-Ni合金納米顆粒
取0.1-1g中空Sn-Ni合金納米顆粒加入至10ml蒸餾水中，超聲分散，加入0.01-0.5g十二烷基硫酸鈉，制得A液；取0.05 g-0.2g PEO加入到50 mL蒸餾水中，攪拌溶解制得B液；將B液逐滴加入A液中，滴加完畢后持續(xù)攪拌3-5h ;離心分離、洗滌、干燥得PEO包覆的中空Sn-Ni合金納米顆粒。
[0009]優(yōu)選的，步驟2)中提純、干燥的具體步驟為:將反應(yīng)液轉(zhuǎn)移至潔凈燒杯，超聲分散，并在潔凈燒杯底加磁場，黑色物質(zhì)沉在燒杯底部，立即倒出上層白色渾濁部分，再往燒杯中加入蒸餾水，重復(fù)上面的步驟，反復(fù)分離清洗3-5次，再用無水乙醇清洗3-5次，然后將該黑色物質(zhì)在80°C-120 °C下真空干燥12-24 h?
[0010]優(yōu)選的，步驟3)中，在10000-15000 r/min的轉(zhuǎn)速下離心分離出黑色物質(zhì)，分別用蒸餾水和無水乙醇各清洗3-5次，然后將該黑色物質(zhì)在80-120 °C溫度下干燥12-24 h。
[0011]所述制備方法制得的PEO包覆的中空錫合金納米顆粒在鋰電池負(fù)極材料中的應(yīng)用。
[0012]優(yōu)選的，所述的PEO包覆的中空錫合金納米顆粒在鋰電池負(fù)極材料中的應(yīng)用，包括以下步驟:
a準(zhǔn)備直徑為8_，厚度為10-30um的銅箔若干個(gè)；將銅箔置于稀鹽酸溶液中超聲清洗3_5min，然后將銅箔置于丙酮溶液中超聲清洗3_5min ;從丙酮溶液中取出銅箔，分別用去離子水和酒精清洗，然后干燥、稱重；
b以N-甲基吡咯烷酮為溶劑配置100 mg/mL的聚偏二氟乙烯溶液，將PEO包覆的中空錫合金納米顆粒、碳黑、聚偏二氟乙烯按質(zhì)量比為8:1:1混合，研磨使其混合均勻，制備電極漿料；
c將制備的電極漿料均勻涂布在處理過的銅箔上，在5 O - 8 O °C下真空干燥，制得電極片;
d用處理過的銅箔將步驟c所制備的電極片上下包住，放于平整、剛性、干凈的模具中，在8-12Mpa的壓力下壓制成型，然后在充氬氣的手套箱中組裝扣式半電池。
[0013]本發(fā)明的有益效果為:
本發(fā)明制備方法簡單，條件溫和可控。制備的PEO包覆的中空Sn-Ni合金納米顆粒形貌、包覆層厚度可控，粒徑均勻，包覆層厚度均勻，電化學(xué)性能良好，循環(huán)50次后容量約為400 mAhg'PEO包覆的中空Sn-Ni合金納米顆粒作為鋰離子負(fù)極材料，有效緩解了錫負(fù)極材料體積膨脹的問題，電池循環(huán)性能明顯提高。PEO包覆的中空Sn-Ni合金納米顆粒有望成為一種新型的鋰離子電池負(fù)極材料，具有非常好的應(yīng)用前景。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0015]圖1為實(shí)施例1步驟I)制得的鎳納米顆粒的掃描電鏡圖；
圖2為實(shí)施例1步驟2)制得的中空Sn-Ni合金納米顆粒的掃描電鏡圖；
圖3為實(shí)施例1步驟2)制得的中空Sn-Ni合金納米顆粒的透射電鏡圖；
圖4 a、圖4b均為實(shí)施例1中制備的PEO包覆的中空Sn-Ni合金納米顆粒的透射電鏡圖；
圖5為實(shí)施例1中制備的PEO包覆的中空Sn-Ni合金納米顆粒的掃描電鏡圖；
圖6實(shí)施例8組裝的電池的循環(huán)性能曲線。

【具體實(shí)施方式】
[0016]實(shí)施例1
PEO包覆的中空錫合金納米顆粒的制備方法包括以下步驟:
I)稱取2g NiCl2.6H20攪拌溶解于100 mL無水乙醇中，在攪拌的條件下逐滴加入I mol/L的NaOH溶液，使pH值調(diào)至12，加熱至60 °C，用移液槍快速加入15 mL水合肼(80wt%)，恒溫持續(xù)攪拌反應(yīng)50 min ;反應(yīng)結(jié)束后，在10000 r/min的轉(zhuǎn)速下離心分離出黑色物質(zhì)，分別用蒸餾水和無水乙醇各清洗3-5次，然后將該黑色物質(zhì)置于真空干燥箱中，在80 °0溫度下真空干燥12 h，制得鎳納米顆粒，保存待用；將制得的鎳納米顆粒做掃描電子顯微鏡(SEM)分析，結(jié)果如圖1所不。
[0017]2)稱取1.5 g SnSO4溶解到150 mL蒸餾水中，磁力攪拌，然后稱取0.5 g Ni納米顆粒，超聲分散在上述制備的SnSO4S液中；油浴加熱至80 °C，恒溫持續(xù)攪拌反應(yīng)16h。反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)溶液轉(zhuǎn)移至干凈燒杯中，超聲分散，燒杯底部加磁場，黑色部分物質(zhì)沉在燒杯底部，立即倒出上層白色渾濁部分，再往燒杯中加入適量蒸餾水，重復(fù)上面的步驟，反復(fù)分離清洗3-5次，再用無水乙醇清洗3-5次，然后將該黑色物質(zhì)置于真空干燥箱中，在80°C下真空干燥12h，得到中空Sn-Ni合金納米顆粒。將得到的中空Sn-Ni合金納米顆粒做掃描電鏡(如圖2所示)和透射電鏡(如圖3所示)分析，從圖3中可以明顯看出其內(nèi)部的中空結(jié)構(gòu)。
[0018]3)稱取0.1 g中空Sn-Ni合金納米顆粒加入到100 mL蒸餾水中，超聲分散，然后稱取0.0lgSDS加入到上述溶液中，攪拌溶解，制得A液；然后稱取0.05gPE0(聚環(huán)氧乙烷PEO的分子量為60萬)加入到50 mL蒸餾水中，攪拌溶解制得B液，將B液滴加入到A液中，滴加完畢后，再持續(xù)攪拌下反應(yīng)3 ho反應(yīng)結(jié)束后，在10000 r/min的轉(zhuǎn)速下離心分離出黑色物質(zhì)，分別用蒸餾水和無水乙醇各清洗3-5次，然后將該黑色物質(zhì)置于真空干燥箱中，在80 °C溫度下干燥12 h，得PEO包覆的中空Sn-Ni合金納米顆粒。將得到的PEO包覆的中空Sn-Ni合金納米顆粒做掃描電鏡(如圖5所示)和透射電鏡(如圖4a、圖4b所示)分析。本實(shí)施例所得PEO包覆的中空錫合金納米顆粒的粒徑為145-170nm，所述中空錫合金納米顆粒的粒徑為140-160nm，所述包覆層的厚度為5-10nm。
[0019]實(shí)施例2
PEO包覆的中空錫合金納米顆粒的制備方法包括以下步驟:
I)稱取2g NiCl2.6H20攪拌溶解于100 mL無水乙醇中，在攪拌的條件下逐滴加入Imol/L的NaOH溶液，使pH值調(diào)至12，加熱至70°C，用移液槍快速加入15 mL水合肼(80wt%)，恒溫持續(xù)攪拌反應(yīng)50 min ;反應(yīng)結(jié)束后，在10000 r/min的轉(zhuǎn)速下離心分離出黑色物質(zhì)，分別用蒸餾水和無水乙醇各清洗3-5次，然后將該黑色物質(zhì)置于真空干燥箱中，在80 °C溫度下真空干燥12 h，制得鎳納米顆粒，保存待用。
[0020]2)稱取1.5 g SnSO4溶解到150 mL蒸餾水中，磁力攪拌，然后稱取0.5 g Ni納米顆粒，超聲分散在上述制備的SnSO4溶液中；油浴加熱至100 °C，恒溫持續(xù)攪拌反應(yīng)16h。反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)溶液轉(zhuǎn)移至干凈燒杯中，超聲分散，燒杯底部加磁場，黑色部分物質(zhì)沉在燒杯底部，立即倒出上層白色渾濁部分，再往燒杯中加入適量蒸餾水，重復(fù)上面的步驟，反復(fù)分離清洗3-5次，再用無水乙醇清洗3-5次，然后將該黑色物質(zhì)置于真空干燥箱中，在80 °C下真空干燥12h，得到中空Sn-Ni合金納米顆粒。
[0021]3)稱取0.1 g中空Sn-Ni合金納米顆粒加入到100 mL蒸餾水中，超聲分散，然后稱取0.0lgSDS加入到上述溶液中，攪拌溶解，制得A液；然后稱取0.1 gPEO(聚環(huán)氧乙烷PEO的分子量為60萬)加入到50 mL蒸餾水中，攪拌溶解制得B液，將B液滴加入到A液中，滴加完畢后，再持續(xù)攪拌下反應(yīng)3 ho反應(yīng)結(jié)束后，在10000 r/min的轉(zhuǎn)速下離心分離出黑色物質(zhì)，分別用蒸餾水和無水乙醇各清洗3-5次，然后將該黑色物質(zhì)置于真空干燥箱中，在80 °C溫度下干燥12 h，得PEO包覆的中空Sn-Ni合金納米顆粒。本實(shí)施例所得PEO包覆的中空錫合金納米顆粒的粒徑為160-180nm，所述中空錫合金納米顆粒的粒徑為145_160nm，所述包覆層的厚度為15-20nm。
[0022]實(shí)施例3
PEO包覆的中空錫合金納米顆粒的制備方法包括以下步驟:
I)稱取2g NiCl2.6H20攪拌溶解于100 mL無水乙醇中，在攪拌的條件下逐滴加入Imol/L的NaOH溶液，使pH值調(diào)至12，加熱至80°C，用移液槍快速加入15 mL水合肼(80wt%)，恒溫持續(xù)攪拌反應(yīng)50 min ;反應(yīng)結(jié)束后，在10000 r/min的轉(zhuǎn)速下離心分離出黑色物質(zhì)，分別用蒸餾水和無水乙醇各清洗3-5次，然后將該黑色物質(zhì)置于真空干燥箱中，在80 °C溫度下真空干燥12 h，制得鎳納米顆粒，保存待用。
[0023]2)稱取1.5 g SnSO4溶解到150 mL蒸餾水中，磁力攪拌，然后稱取0.5 g Ni納米顆粒，超聲分散在上述制備的SnSO4溶液中；油浴加熱至120 °C，恒溫持續(xù)攪拌反應(yīng)16h。反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)溶液轉(zhuǎn)移至干凈燒杯中，超聲分散，燒杯底部加磁場，黑色部分物質(zhì)沉在燒杯底部，立即倒出上層白色渾濁部分，再往燒杯中加入適量蒸餾水，重復(fù)上面的步驟，反復(fù)分離清洗3-5次，再用無水乙醇清洗3-5次，然后將該黑色物質(zhì)置于真空干燥箱中，在80°C下真空干燥12h，得到中空Sn-Ni合金納米顆粒。
[0024]3)稱取0.1 g中空Sn-Ni合金納米顆粒加入到100 mL蒸餾水中，超聲分散，然后稱取0.0lgSDS加入到上述溶液中，攪拌溶解，制得A液；然后稱取0.2g PEO(聚環(huán)氧乙烷PEO的分子量為60萬)加入到50 mL蒸餾水中，攪拌溶解制得B液，將B液滴加入到A液中，滴加完畢后，再持續(xù)攪拌下反應(yīng)3 ho反應(yīng)結(jié)束后，在10000 r/min的轉(zhuǎn)速下離心分離出黑色物質(zhì)，分別用蒸餾水和無水乙醇各清洗3-5次，然后將該黑色物質(zhì)置于真空干燥箱中，在80 °C溫度下干燥12 h，得PEO包覆的中空Sn-Ni合金納米顆粒。本實(shí)施例所得PEO包覆的中空錫合金納米顆粒的粒徑為160-200nm，所述中空錫合金納米顆粒的粒徑為140_160nm，所述包覆層的厚度為20-40nm。
[0025]實(shí)施例4
步驟I)、步驟2)同實(shí)施例1 步驟3)稱取0.1 g中空Sn-Ni合金納米顆粒加入到100 mL蒸餾水中，超聲分散，然后稱取0.0lgSDS加入到上述溶液中，攪拌溶解，制得A液；然后稱取0.1g PEO加入到50mL蒸餾水中，攪拌溶解制得B液，將B液滴加入到A液中，滴加完畢后，再持續(xù)攪拌下反應(yīng)4ho反應(yīng)結(jié)束后，在15000 r/min的轉(zhuǎn)速下離心分離出黑色物質(zhì)，分別用蒸餾水和無水乙醇各清洗3-5次，然后將該黑色物質(zhì)置于真空干燥箱中，在80 °C溫度下干燥12 h，得PEO包覆的中空Sn-Ni合金納米顆粒。本實(shí)施例所得PEO包覆的中空錫合金納米顆粒的粒徑為150-175nm，所述中空錫合金納米顆粒的粒徑為140_160nm，所述包覆層的厚度為10_15nm。
[0026]實(shí)施例5
步驟I)、步驟2)同實(shí)施例1
步驟3)稱取0.1 g中空Sn-Ni合金納米顆粒加入到100 mL蒸餾水中，超聲分散，然后稱取0.0lgSDS加入到上述溶液中，攪拌溶解，制得A液；然后稱取0.1g PEO加入到50mL蒸餾水中，攪拌溶解制得B液，將B液滴加入到A液中，滴加完畢后，再持續(xù)攪拌下反應(yīng)5ho反應(yīng)結(jié)束后，在15000 r/min的轉(zhuǎn)速下離心分離出黑色物質(zhì)，分別用蒸餾水和無水乙醇各清洗3-5次，然后將該黑色物質(zhì)置于真空干燥箱中，在80 °C溫度下干燥12 h，得PEO包覆的中空Sn-Ni合金納米顆粒。本實(shí)施例所得PEO包覆的中空錫合金納米顆粒的粒徑為155-180nm，所述中空錫合金納米顆粒的粒徑為140_160nm，所述包覆層的厚度為15_20nm。
[0027]實(shí)施例6
步驟I)、步驟2)同實(shí)施例1
步驟3)稱取0.1 g中空Sn-Ni合金納米顆粒加入到100 mL蒸餾水中，超聲分散，然后稱取0.1gSDS加入到上述溶液中，攪拌溶解，制得A液；然后稱取0.1g PEO加入到50 mL蒸餾水中，攪拌溶解制得B液，將B液滴加入到A液中，滴加完畢后，再持續(xù)攪拌下反應(yīng)3h。反應(yīng)結(jié)束后，在15000 r/min的轉(zhuǎn)速下離心分離出黑色物質(zhì)，分別用蒸餾水和無水乙醇各清洗3-5次，然后將該黑色物質(zhì)置于真空干燥箱中，在80 °C溫度下干燥12 h，得PEO包覆的中空Sn-Ni合金納米顆粒。本實(shí)施例所得PEO包覆的中空錫合金納米顆粒的粒徑為145-170nm，所述中空錫合金納米顆粒的粒徑為140_160nm，所述包覆層的厚度為5-10nm。
[0028]實(shí)施例7
步驟I)、步驟2)同實(shí)施例1
步驟3)稱取0.1 g中空Sn-Ni合金納米顆粒加入到100 mL蒸餾水中，超聲分散，然后稱取0.5gSDS加入到上述溶液中，攪拌溶解，制得A液；然后稱取0.1g PEO加入到50 mL蒸餾水中，攪拌溶解制得B液，將B液滴加入到A液中，滴加完畢后，再持續(xù)攪拌下反應(yīng)3h。反應(yīng)結(jié)束后，在15000 r/min的轉(zhuǎn)速下離心分離出黑色物質(zhì)，分別用蒸餾水和無水乙醇各清洗3-5次，然后將該黑色物質(zhì)置于真空干燥箱中，在80 °C溫度下干燥12 h，得PEO包覆的中空Sn-Ni合金納米顆粒。本實(shí)施例所得PEO包覆的中空錫合金納米顆粒的粒徑為170-200nm，所述中空錫合金納米顆粒的粒徑為140_160nm，所述包覆層的厚度為30_40nm。
[0029]實(shí)施例8
1)準(zhǔn)備直徑為8mm，厚度為15um的銅箔若干個(gè)；將銅箔置于稀鹽酸溶液中超聲清洗3_5min，然后將銅箔置于丙酮溶液中超聲清洗3_5min ;從丙酮溶液中取出銅箔，分別用去離子水和酒精清洗，然后干燥、稱重；
2)以N-甲基吡咯烷酮為溶劑配置100mg/mL的聚偏二氟乙烯溶液，將實(shí)施例1所制得的PEO包覆的中空錫合金納米顆粒、碳黑、聚偏二氟乙烯按質(zhì)量比為8:1:1混合，研磨使其混合均勻，制備電極漿料；
3)將制備的電極漿料均勻涂布在處理過的銅箔上，在70°C下真空干燥24h，制得電極片;
4)用處理過的銅箔將步驟3)所制備的電極片上下包住，放于平整、剛性、干凈的模具中，在1Mpa的壓力下壓制成型，然后在充氬氣的手套箱中組裝扣式半電池。
[0030]利用LAND電池測試系統(tǒng)，以100 mAg—1的電流進(jìn)行充放電性能測試(結(jié)果如圖6所示)，對比了相同測試條件下包覆前后Sn-Ni合金納米顆粒的充放電比容量，從圖中可以看出50次循環(huán)后PEO包覆的中空Sn-Ni合金納米顆粒可逆比容量保持在506.6 mAhg—1，比未包覆的Sn-Ni合金納米顆粒要高150 mAhg—1左右，PEO包覆的中空Sn-Ni合金納米顆粒除了前幾次循環(huán)有較明顯的衰減外，之后基本無衰減，這主要得益于高分子的柔性和其內(nèi)部中空結(jié)構(gòu)對體積膨脹的緩沖作用。PEO的包覆可以避免Sn-Ni合金納米顆粒之間直接接觸，防止其團(tuán)聚、粉化、脫落，可以增強(qiáng)電池的循環(huán)性能，并且PEO與堿金屬鹽絡(luò)合物具有離子導(dǎo)電性，加快了 Li+傳遞，大電流充放電性能增加。因此，PEO包覆的中空Sn-Ni合金納米顆粒與包覆前相比，具有更好的容量保持性能和使用壽命。
【權(quán)利要求】
1.一種PEO包覆的中空錫合金納米顆粒，其特征在于:包括中空錫合金納米顆粒，所述中空錫合金納米顆粒外面由PEO包覆層包覆。
2.如權(quán)利要求1所述PEO包覆的中空錫合金納米顆粒，其特征在于:所述PEO包覆的中空錫合金納米顆粒的粒徑為145-200nm，所述中空錫合金納米顆粒的粒徑為140_160nm，所述包覆層的厚度為5-40nm。
3.如權(quán)利要求1所述PEO包覆的中空錫合金納米顆粒的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)化學(xué)還原法制備鎳納米顆粒 配制2-8g/100ml的NiCl2.6Η20的無水乙醇溶液，逐滴加入1-4 mo I/L的NaOH溶液，調(diào)節(jié)pH值至12-14，在60-80°C下保溫，向加熱后的溶液中加入15_30ml 80%wt的水合肼，恒溫反應(yīng)50-70min，反應(yīng)結(jié)束后離心分離出黑色物質(zhì)，用水和無水乙醇清洗，在80°C -120°C溫度下真空干燥12-24 h，得鎳納米顆粒，保存待用； 2)電流置換法制備中空Sn-Ni合金納米顆粒 配制150ml濃度為l-2g/100ml的SnSOjK溶液，將0.5_2g鎳納米顆粒超聲分散在SnSO4水溶液中，在80 0C -120 °C下攪拌反應(yīng)10-36小時(shí)，提純、干燥得中空Sn-Ni合金納米顆粒; 3)PEO包覆中空Sn-Ni合金納米顆粒 取0.1-1g中空Sn-Ni合金納米顆粒加入至10ml蒸餾水中，超聲分散，加入0.01-0.5g十二烷基硫酸鈉，制得A液；取0.05 g-0.2g PEO加入到50 mL蒸餾水中，攪拌溶解制得B液；將B液逐滴加入A液中，滴加完畢后持續(xù)攪拌3-5h ;離心分離、洗滌、干燥得PEO包覆的中空Sn-Ni合金納米顆粒。
4.如權(quán)利要求3所述PEO包覆的中空錫合金納米顆粒的制備方法，其特征在于，步驟2)中提純、干燥的具體步驟為:將反應(yīng)液轉(zhuǎn)移至潔凈燒杯，超聲分散，并在潔凈燒杯底加磁場，黑色物質(zhì)沉在燒杯底部，立即倒出上層白色渾濁部分，再往燒杯中加入蒸餾水，重復(fù)上面的步驟，反復(fù)分離清洗3-5次，再用無水乙醇清洗3-5次，然后將該黑色物質(zhì)在80°C -120°C下真空干燥12-24 ho
5.如權(quán)利要求3所述PEO包覆的中空錫合金納米顆粒的制備方法，其特征在于:步驟3)中，在10000-15000r/min的轉(zhuǎn)速下離心分離出黑色物質(zhì)，分別用蒸餾水和無水乙醇各清洗3-5次，然后將該黑色物質(zhì)在80-120 °C溫度下干燥12-24 h。
6.如權(quán)利要求1所述PEO包覆的中空錫合金納米顆粒在鋰電池負(fù)極材料中的應(yīng)用。
7.如權(quán)利要求6所述PEO包覆的中空錫合金納米顆粒在鋰電池負(fù)極材料中的應(yīng)用，其特征在于，包括以下步驟: a準(zhǔn)備直徑為8_，厚度為10-30um的銅箔若干個(gè)；將銅箔置于稀鹽酸溶液中超聲清洗3_5min，然后將銅箔置于丙酮溶液中超聲清洗3_5min ;從丙酮溶液中取出銅箔，分別用去離子水和酒精清洗，然后干燥、稱重； b以N-甲基吡咯烷酮為溶劑配置100 mg/mL的聚偏二氟乙烯溶液，將PEO包覆的中空錫合金納米顆粒、碳黑、聚偏二氟乙烯按質(zhì)量比為8:1:1混合，研磨使其混合均勻，制備電極漿料； c將制備的電極漿料均勻涂布在處理過的銅箔上，在5 O - 8 O °C下真空干燥，制得電極片; d用處理過的銅箔將步驟C所制備的電極片上下包住，放于平整、剛性、干凈的模具中，在8-12Mpa的壓力下壓制成型，然后在充氬氣的手套箱中組裝扣式半電池。
【文檔編號】B82Y30/00GK104505492SQ201410599852
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月31日
【發(fā)明者】石永倩, 唐其偉, 劉軍, 趙成龍 申請人:山東玉皇新能源科技有限公司, 山東玉皇化工有限公司