5:1.5的質(zhì)量比均勻混合，加少量水經(jīng)研磨充分混合形成均勻的糊狀物，涂覆在銅箔基體上作為測(cè)試電極，在60°C下真空干燥后得到極片。以金屬鈉片為負(fù)極，組裝成2032型半電池，進(jìn)行電化學(xué)性能測(cè)試，充放電截止電壓為0.01?3V。
[0035]從附圖1中可以看出ZnSn03@rG0中ZnSnCb為無(wú)定型結(jié)構(gòu)；
[0036]從附圖2(a) (b)中可以看出ZnSn03納米立方的尺寸為40?80nm，為多孔結(jié)構(gòu)，從附圖2 (c)中可以看到ZnSn03被石墨稀包覆；
[0037]從附圖3中可以看出，可以發(fā)現(xiàn)該復(fù)合材料具有優(yōu)良的循環(huán)性能，在100mA/g的電流密度下，循環(huán)160圈后可逆容量仍有250mA h/g。
[0038]從附圖4中可以看出，在室溫下以100、200、500、1000mA/g的電流密度進(jìn)行連續(xù)充放電測(cè)試，容量分別270、240、200、180mA h/g，體現(xiàn)出了 ZnSnO3OrGO的優(yōu)異倍率性能。
[0039]實(shí)施例2
[0040]將1mmo I的七水硫酸鋅溶解在I OOml去離子水中形成溶液A，將I Ommo I的三水合錫酸鈉溶解在10ml去離子水中形成溶液B，將兩種溶液混合，在30°C溫度下磁力攪拌12h，進(jìn)行離心干燥，將干燥后的產(chǎn)物在空氣氣氛下煅燒2h，煅燒溫度為550°C，升溫速率為5°C/min，得到多孔立方狀的ZnSn〇3。
[0041 ]將0.4g ZnSnO3超聲分散在200ml去離子水中，加入1.2g十六烷基三甲基溴化銨，在30°C下磁力攪拌12h，再加入60ml預(yù)分散的氧化石墨稀水溶液(2mg/ml)繼續(xù)攪拌6h，攪拌結(jié)束后離心干燥，在Ar氣氛下進(jìn)行熱處理2h，熱處理溫度為600°C，升溫速率為5°C/min，得到ZnSnO3OrGO復(fù)合材料，碳含量為25wt%。將本實(shí)施例制備的ZnSnO3OrGO復(fù)合材料制成工作電極，以鈉片為對(duì)電極，組裝成2032型扣式電池，在100mA/g的電流密度下循環(huán)160圈，可逆容量保持在240mA h/g ο
[0042]實(shí)施例3
[0043]將20mmol的七水硫酸鋅溶解在10ml去離子水中形成溶液A，將20mmol的三水合錫酸鈉溶解在10ml去離子水+10ml無(wú)水酒精中形成溶液B，將兩種溶液混合，在50°C溫度下磁力攪拌6h，進(jìn)行離心干燥，將干燥后的產(chǎn)物在空氣氣氛下煅燒2h，煅燒溫度為550°C，升溫速率為5°C/min，得到多孔立方狀的ZnSnO3。
[0044]將0.5g ZnSnO3超聲分散在200ml二甲基甲酰胺中，加入5ml 3-氨丙基三甲氧基娃，在30°C下磁力攪拌12h，再加入60ml預(yù)分散的氧化石墨稀水溶液(3mg/ml)繼續(xù)攪拌6h，攪拌結(jié)束后離心干燥，在Ar氣氛下進(jìn)行熱處理4h，熱處理溫度為600°C，升溫速率為2°C/min，得到ZnSnO3OrGO復(fù)合材料，碳含量為22wt%。將本實(shí)施例制備的ZnSnO3OrGO復(fù)合材料制成工作電極，以鈉片為對(duì)電極，組裝成2032型扣式電池，在100mA/g的電流密度下循環(huán)160圈，可逆容量保持在250mA h/g。
[0045]對(duì)比例I
[0046]將20mmol的七水硫酸鋅溶解在10ml去離子水中形成溶液A，將20mmol的三水合錫酸鈉溶解在10ml去離子水+10ml無(wú)水酒精中形成溶液B，將兩種溶液混合，在50°C溫度下磁力攪拌6h，進(jìn)行離心干燥，將干燥后的產(chǎn)物在空氣氣氛下煅燒2h，煅燒溫度為800°C，升溫速率為5°C/min，得到產(chǎn)物。
[0047]從附圖4的XRD中可以看出產(chǎn)物為Zn2SnO4和SnO2的混合產(chǎn)物。
[0048]對(duì)比例2
[0049 ] 將1mmo I的七水硫酸鋅溶解在I OOml去離子水中形成溶液A，將I Ommo I的三水合錫酸鈉溶解在10ml去離子水中形成溶液B，將兩種溶液混合，在120°C溫度下磁力攪拌12h，進(jìn)行離心干燥，將干燥后的產(chǎn)物在空氣氣氛下煅燒2h，煅燒溫度為550°C，升溫速率為5°C/min，得到ZnSn03。將材料進(jìn)行SEM形貌表征，發(fā)現(xiàn)ZnSn03顆粒尺寸較大，為Iym左右，且多孔結(jié)構(gòu)不明顯。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種鈉離子電池用石墨稀包覆ZnSn03復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)將鋅鹽與錫鹽分別溶解在溶液中，將兩種溶液混合，在10?80°C下磁力攪拌6?24h后，離心干燥，將干燥后的產(chǎn)物在400?650°C空氣氣氛下煅燒2?4h，得到多孔立方體狀的ZnSn〇3 ； (2)將(I)步驟制得的ZnSnO3超聲分散在溶液中，加入表面處理劑在10?50°C下磁力攪拌后，與預(yù)分散的氧化石墨稀水溶液混合繼續(xù)磁力攪拌2?8h，攪拌結(jié)束后離心干燥，在惰性氣氛下溫度為400?650°C條件下熱處理2?4h得到石墨稀包覆ZnSn03的ZnSn03@rG0復(fù)合材料;所述的表面處理劑為十六烷基三甲基溴化銨、3-氨丙基三乙氧基硅烷、3-氨丙基三甲氧基娃燒中的一種。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟I)中在20?60°C下磁力攪拌8?12h03.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述的鋅鹽為六水合硝酸鋅、無(wú)水氯化鋅、七水硫酸鋅中的一種或幾種;所述的錫鹽為五水四氯化錫、三水合錫酸鈉、三水合錫酸鉀中的一種或幾種。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ZnSn03@rG0復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述的鋅鹽與錫鹽的溶解溶液為去離子水、乙醇、二甲基甲酰胺中的一種或幾種;所述鋅鹽與錫鹽的摩爾量相等，其中兩者溶液濃度分別為50?500mmol/L。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ZnSn03@rG0復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，步驟(I)中在空氣中煅燒，及步驟(2)中熱處理的升溫速率為2?10°C/min。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ZnSn03@rG0復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)中ZnSnO3分散溶液為去離子水、無(wú)水乙醇、二甲基甲酰胺中的一種或幾種，ZnSnO3濃度為2?5mg/ml ；氧化石墨稀水溶液濃度為0.5?3mg/ml。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ZnSn03@rG0復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)中十六烷基三甲基溴化銨的添加量為5?10mg/ml，氨丙基三乙氧基硅烷和/或3-氨丙基三甲氧基娃燒為I?3ml/100ml。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ZnSn03@rG0復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，步驟(I)和(2)中的煅燒和熱處理溫度為500?600°C。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ZnSn03@rG0復(fù)合材料，其特征在于ZnSn03被石墨稀均勾包覆，石墨烯含量為復(fù)合材料的10?30wt%。10.權(quán)利要求1?9任一項(xiàng)所述的制備方法所制得的ZnSn03@rG0復(fù)合材料，其特征在于，其中ZnSnO3為多孔立方體結(jié)構(gòu)，尺寸為50?lOOnm。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于鈉離子電池的負(fù)極材料及其制備方法，該材料為石墨烯包覆的多孔立方體狀ZnSnO3復(fù)合材料；所述的制備方法包括以下步驟：將含有鋅鹽、錫鹽的溶液混合攪拌一段時(shí)間后，過(guò)濾、干燥、煅燒得到多孔立體狀ZnSnO3；將ZnSnO3超聲分散在溶液中并加入表面處理劑進(jìn)行攪拌，再與氧化石墨烯水溶液混合攪拌，過(guò)濾、干燥、熱處理得到石墨烯包覆的多孔立方體狀ZnSnO3。該復(fù)合材料用于鈉離子電池時(shí)，具有高的比容量、長(zhǎng)的循環(huán)壽命以及優(yōu)異的倍率性能；同時(shí)該制備方法具有操作簡(jiǎn)單，環(huán)境友好，能耗低、成本低、易工業(yè)規(guī)?；a(chǎn)的特點(diǎn)。
【IPC分類】H01M4/58, H01M4/587, H01M10/054, H01M4/36
【公開號(hào)】CN105449177
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510860848
【發(fā)明人】張治安, 付云, 張凱, 宋俊肖, 楊富華, 賴延清, 李劼
【申請(qǐng)人】中南大學(xué)
【公開日】2016年3月30日
【申請(qǐng)日】2015年11月30日