本發(fā)明屬于電化學(xué)電源材料制備技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種鋰離子電池負(fù)極材料石墨烯復(fù)合鐵-錫金屬氧化物的制備方法。在常用二次鋰離子電池和動(dòng)力能源電池負(fù)極材料領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。

背景技術(shù)：

目前商業(yè)化的鋰電池負(fù)極材料主要為碳負(fù)極材料。但是在充放電過程中產(chǎn)生的sei膜，使鋰離子有較大的不可逆損失，影響電池的容量。fe2o3和sno2因其具有成本低、環(huán)保無(wú)污染、振實(shí)密度較大，較高的充放電平臺(tái)電壓以及出色的理論比容量等優(yōu)點(diǎn)，得到了越來(lái)越多的研究。但是金屬氧化物材料普遍存在的不足是材料充放電過程中體積變化較大以及材料的電子和離子導(dǎo)電率很低，為了減輕材料在充放電過程中的體積變化，提高材料的導(dǎo)電能力，降低材料的不可逆容量損失，提高材料的循環(huán)性能，將金屬氧化物與導(dǎo)電性能良好，比表面積較大的層狀石墨烯復(fù)合。

目前，fe-sn類金屬氧化物負(fù)極材料的合成方法主要包括水熱法，共沉淀法以及液相沉淀法。水熱合成法可以得到純度較高的材料，通過改變合成條件，還可以控制材料的結(jié)構(gòu)形貌，與其它方法相比，此種方法簡(jiǎn)便易行。水熱法需要在高溫高壓條件下反應(yīng)，對(duì)容器的要求較高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種先以石墨作為原材料通過hummers法合成氧化石墨，然后以氧化石墨、fecl3·6h2o為原料，去離子水為混合溶劑，通過加入尿素以及sncl2·2h2o得到fe2o3/sno2/rgo復(fù)合材料的方法。

本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，以尿素為沉淀劑，將原材料通過磁力攪拌充分混合后，于高壓反應(yīng)釜中經(jīng)過水熱過程得到三氧化鐵/氧化石墨的前驅(qū)體，然后通過sncl2·2h2o的還原作用，得到fe2o3/sno2/rgo的前驅(qū)體，最后在馬弗爐中焙燒得到fe2o3/sno2/rgo。

本發(fā)明制備石墨烯/氧化鐵/二氧化錫復(fù)合材料的具體步驟如下：

(1)以石墨作為原材料通過改進(jìn)的hummers法合成氧化石墨；

(2)將氧化石墨超聲30min均勻分散于適量去離子水中；

(3)在室溫下向上述溶液中加入fecl3·6h2o和尿素充分磁力攪拌；

(4)溶解后將溶液放入100ml有聚四氟乙烯內(nèi)襯的不銹鋼高壓反應(yīng)釜中，100℃～150℃下水熱反應(yīng)3～6小時(shí)；

(5)冷卻至室溫后，向上述溶液中加入sncl2·2h2o，25℃～50℃下恒溫水浴攪拌，用蒸餾水和乙醇各洗滌三次，置于80℃烘箱中干燥12h；

(6)將干燥后的產(chǎn)物于管式爐中氮?dú)饣驓鍤鈿夥障?00～600℃下煅燒1h。

進(jìn)一步的，在不加氧化石墨的條件下，通過相同方法合成了fe2o3/sno2。

本發(fā)明利用氧化石墨、fecl3·6h2o、sncl2·2h2o、尿素為原料，通過水熱過程控制產(chǎn)品的形貌，具有設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便等特點(diǎn)，有利于實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)。更重要的是本發(fā)明得到的材料具有很大比表面積，在鋰電池材料應(yīng)用方面優(yōu)異的性能。

附圖說(shuō)明

圖1是實(shí)例1所制備的掃描電鏡(sem)照片。

圖2是實(shí)例2所制備的掃描電鏡(sem)照片。

圖3是實(shí)例1-2所制備的x射線衍射圖譜。

具體實(shí)施方式

以下通過具體實(shí)施例用于進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明描述的方法，但是并不意味著本發(fā)明局限于這些實(shí)施例。

實(shí)施例1：

一種石墨烯/氧化鐵/二氧化錫復(fù)合材料的制備方法，包括如下步驟：

(1)通過改進(jìn)的hummers法以石墨作為原材料制得氧化石墨。

(2)稱取0.1g氧化石墨于燒杯中，加入去離子水超聲分散30min，使氧化石墨均勻分散于去離子水中，濃度為1mg/ml；

(3)在室溫下向上述溶液中加入0.8gfecl3·6h2o和1.5g尿素充分磁力攪拌；

(4)溶解后將溶液放入100ml有聚四氟乙烯內(nèi)襯的不銹鋼高壓反應(yīng)釜中，120℃下水熱反應(yīng)4小時(shí)；

(5)冷卻至室溫后，向上述溶液中加入0.2gsncl2·2h2o，30℃下恒溫水浴攪拌1h，用蒸餾水和乙醇各洗滌三次，置于80℃烘箱中干燥12h；

(6)將干燥后的產(chǎn)物于管式爐中氬氣氣氛下400℃下煅燒1h。

制備所得到的產(chǎn)物經(jīng)過掃描電子顯微鏡觀察，由圖1可以看出。制備所得復(fù)合材料由x射線衍射分析，根據(jù)jcpds35-0609，與純相氧化鐵相比多出了石墨烯峰。

實(shí)施例2：

一種石墨烯/氧化鐵/二氧化錫復(fù)合材料的制備方法，包括如下步驟：

(1)通過改進(jìn)的hummers法以石墨作為原材料制得氧化石墨。

(2)稱取0.1g氧化石墨于燒杯中，加入去離子水超聲分散30min，使氧化石墨均勻分散于去離子水中，濃度為1mg/ml；

(3)在室溫下向上述溶液中加入0.8gfecl3·6h2o和1.5g尿素充分磁力攪拌；

(4)溶解后將溶液放入100ml有聚四氟乙烯內(nèi)襯的不銹鋼高壓反應(yīng)釜中，120℃下水熱反應(yīng)4小時(shí)；

(5)冷卻至室溫后，向上述溶液中加入0.2gsncl2·2h2o，30℃下恒溫水浴攪拌1h，用蒸餾水和乙醇各洗滌三次，置于80℃烘箱中干燥12h；

(6)將干燥后的產(chǎn)物于管式爐中氮?dú)鈿夥障?00℃下煅燒1h。

制備所得到的產(chǎn)物經(jīng)過掃描電子顯微鏡觀察，由圖2可以看出。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開一種由尿素作為沉淀劑的石墨烯/氧化鐵/二氧化錫復(fù)合材料的制備方法，該方法通過以下步驟完成：以石墨為原材料通過Hummers法合成氧化石墨，F(xiàn)eCl3·6H2O、氧化石墨為原料，去離子水為溶劑，磁力攪拌使其混合均勻，于高壓反應(yīng)釜中經(jīng)過100℃～150℃下水熱反應(yīng)3～6小時(shí)，然后于25℃～50℃水浴條件下通過SnCl2·2H2O的還原作用，得到Fe2O3/SnO2/rGO的前驅(qū)體，最后在400℃馬弗爐中煅燒1小時(shí)得到Fe2O3/SnO2/rGO復(fù)合材料。本發(fā)明所使用的原材料成本較低，且對(duì)反應(yīng)設(shè)備要求低，容易操作。同時(shí)本發(fā)明制得的Fe2O3/SrnO2/rGO復(fù)合材料具有較大的比表面積，具有優(yōu)異的電化學(xué)性能。

技術(shù)研發(fā)人員：王曉清;趙爽
受保護(hù)的技術(shù)使用者：天津工業(yè)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：2016.03.04
技術(shù)公布日：2017.09.12