市场购得或是本领域常用的。下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。在本发明中使用的所有原材料包括添加剂等均是常规使用的，可以从市场购得。
[0022]实施例1
(I)用电子天平称取聚丙稀腈0.56g置于20ml的样品瓶中，注入6.28g的N-N 二甲基甲酰胺，样品瓶用封口膜密封，加热到60°C搅拌24小时。称取0.17g乙酸亚锡加入样品瓶中，用封口膜密封，60 0C大力搅拌6h，得到纺丝溶液。
[0023](2)裁出面积为40cmX40cm的铝箔纸紧贴于平板收集器上，取7ml纺丝溶液放入注射针管中，将高压发生器正极与喷丝口相连，负极与平板收集器相连，调节注射泵溶液流速0.7ml/h，设定喷丝头与接收板距离15cm，喷丝头直径0.43mm，待其稳定挤出时开启高压发生器至设定电压15kV，通过平板收集器获得乙酸亚锡/聚丙烯腈纳米纤维。
[0024](3)将收集器上的纤维取下，紧贴平放于承烧板，将承烧板平放于管式炉中，设定预氧化温度280°C，升温速率5°C /min,保温时间2h，设定碳化温度700°C，升温速率2 V /min，保温时间6h，得到锂离子电池锡基碳纳米纤维负极材料。
[0025]实施例2
(I)用电子天平称取聚丙烯腈0.56g，矿物油0.07g，置于20ml的样品瓶中，注入6.21g的N-N 二甲基甲酰胺，样品瓶用封口膜密封，加热到60°C搅拌24小时。称取0.17g乙酸亚锡加入样品中，用封口膜密封，60°C大力搅拌6h，得到纺丝溶液。
[0026](2)裁出面积为40cmX40cm的铝箔纸紧贴于平板收集器上，取7ml纺丝溶液放入注射针管中，将高压发生器正极与喷丝口相连，负极与平板收集器相连，调节注射泵溶液流速0.7ml/h，设定喷丝头与接收板距离15cm，喷丝头直径0.43mm，待其稳定挤出时开启高压发生器至设定电压15kV，通过平板收集器获得乙酸亚锡/聚丙烯腈纳米纤维。
[0027](3)将收集器上的纤维取下，紧贴平放于承烧板，将承烧板平放于管式炉中，设定预氧化温度280°C，升温速率5°C /min,保温时间2h，设定碳化温度700°C，升温速率2 V /min，保温时间6h，得到锂离子电池锡基碳纳米纤维负极材料。
[0028]实施例3
(I)用电子天平称取聚丙烯腈0.56g，矿物油0.07g，置于20ml的样品瓶中，注入6.26g的N-N 二甲基甲酰胺，样品瓶用封口膜密封，加热到60° C搅拌24小时。称取0.1lg乙酸亚锡加入样品中，用封口膜密封，60°C大力搅拌6h，得到纺丝溶液。
[0029](2)裁出面积为40CmX40Cm的铝箔纸紧贴于平板收集器上，取7ml纺丝溶液放入注射针管中，将高压发生器正极与喷丝口相连，负极与平板收集器相连，调节注射泵溶液流速0.7ml/h，设定喷丝头与接收板距离15cm，喷丝头直径0.43mm，待其稳定挤出时开启高压发生器至设定电压15kV，通过平板收集器获得乙酸亚锡/聚丙烯腈纳米纤维。
[0030](3)将收集器上的纤维取下，紧贴平放于承烧板，将承烧板平放于管式炉中，设定预氧化温度280°C，升温速率5°C /min,保温时间2h，设定碳化温度700°C，升温速率2 V /min，保温时间6h，得到锂离子电池锡基碳纳米纤维负极材料。
[0031]实施例4
(I)用电子天平称取聚丙烯腈0.56g，矿物油0.07g，置于20ml的样品瓶中，注入6.31g的N-N 二甲基甲酰胺，样品瓶用封口膜密封，加热到60°C搅拌24小时。称取0.06g乙酸亚锡加入样品中，用封口膜密封，60°C大力搅拌6h，得到纺丝溶液。
[0032](2)裁出面积为40cmX40cm的铝箔纸紧贴于平板收集器上，取7ml纺丝溶液放入注射针管中，将高压发生器正极与喷丝口相连，负极与平板收集器相连，调节注射泵溶液流速0.7ml/h，设定喷丝头与接收板距离15cm，喷丝头直径0.43mm，待其稳定挤出时开启高压发生器至设定电压15kV，通过平板收集器获得乙酸亚锡/聚丙烯腈纳米纤维。
[0033](3)将收集器上的纤维取下，紧贴平放于承烧板，将承烧板平放于管式炉中，设定预氧化温度280°C，升温速率5°C /min,保温时间2h，设定碳化温度700°C，升温速率2 V /min，保温时间6h，得到锂离子电池锡基碳纳米纤维负极材料。
[0034]实施例1-4制备的锡/碳纳米纤维的扫描电镜图分别见图1、2、4、5，对比图1和图2，不含矿物油的纺丝液制备的纳米纤维表面光滑(图1)，含矿物油的表面粗糙有孔洞(图2)，说明矿物油在纺丝-碳化过程中挥发除去，起到制孔的作用。本发明实施例2制备的锡/多孔碳纳米纤维的透射电镜图见图3，对比图2、图3、图4和图5，随着乙酸亚锡浓度的降低，表面的较大球状颗粒数量减少，介于高容量的考虑，本发明实施例2制备了锡/碳纳米纤维及纯碳纳米纤维和商业用石墨负极的循环性能图见图6，锡/碳纳米纤维的容量明显高于目前商业用石墨负极的理论容量，且碳纳米纤维兼储能、导电和保护三重功效。
[0035]本发明制备的锡/碳纳米复合负极材料首次放电容量1752mAh/g，100次后放电容量为811 mAh/g，远高于目前商业用石墨负极的理论容量，且碳纳米纤维对容量也有一定的贡献。
[0036]以上以举例方式对本发明进行了说明，但本发明不限于上述具体实施例，凡基于本发明所做的任何改动或变型均属于本发明要求保护的范围。
【主权项】
1.一种锂离子电池锡基碳纳米纤维负极材料，其特征在于:该锂离子电池锡基碳纳米纤维负极材料是由多孔碳纳米纤维和位于所述多孔碳纳米纤维上的锡纳米颗粒构成，所述锡纳米颗粒的质量分数为10?40%。2.根据权利要求1所述的锂离子电池锡基碳纳米纤维负极材料，其特征在于:所述多孔碳纳米纤维的直径为160?240nm。3.—种锂离子电池，其特征在于该电池的负极材料采用权利要求1所述的锂离子电池锡基碳纳米纤维负极材料。4.一种权利要求1所述的锂离子电池锡基碳纳米纤维负极材料的制备方法，其特征在于该方法包括如下步骤: (1)纺丝液配制:将聚丙烯腈、矿物油以及乙酸亚锡，先后混合溶于N-N二甲基甲酰胺，搅拌后得到分散均匀的静电纺丝液； (2)静电纺丝:将步骤(I)所得静电纺丝液进行静电纺丝，得到乙酸亚锡/聚丙烯腈多孔纳米纤维； (3)碳化:将步骤(2)所得乙酸亚锡/聚丙烯腈多孔纳米纤维在空气气氛中预氧化，随后在氩气气氛中碳化，获得锡/多孔碳纳米纤维，即锂离子电池锡基碳纳米纤维负极材料τ?: 口广PR ο5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于:所述步骤(I)中，所述聚丙烯腈摩尔质量为 100000~180000g/mol。6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于:静电纺丝液中，聚丙烯腈、矿物油和乙酸亚锡的质量分数分别为6?10%、0?1.5%和0.8?4.0%。7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于:所述步骤(I)中，聚丙烯腈、矿物油和乙酸亚锡的混合顺序是:聚丙烯腈和矿物油先溶于N-N 二甲基甲酰胺，混合后再加入乙酸亚锡。8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于:所述步骤(2)中静电纺丝的条件为，喷丝头与收集器的距离10?18cm，高压静电12?20kV，喷射速率0.5?1.0ml/h,喷丝头直径0.3?0.6mm,待其稳定喷出时，通过铝箔纸收集器获得乙酸亚锡/聚丙烯腈多孔纳米纤维。9.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于:所述步骤(3)中，预氧化温度为240?320°C，升温速率为3?7°C /min，保温时间为I?4h ;碳化温度为500?900°C，升温速率为I?3°C /min，保温时间为3?8h，降温速率为10°C /min。
【专利摘要】本发明涉及锂离子电池负极材料领域，特别涉及一种锂离子电池锡基碳纳米纤维负极材料及其制备方法。一种锂离子电池锡基碳纳米纤维负极材料，该锂离子电池锡基碳纳米纤维负极材料是由多孔碳纳米纤维和位于所述多孔碳纳米纤维上的锡纳米颗粒构成，所述锡纳米颗粒的质量分数为10～40%。该锂离子电池锡基碳纳米纤维负极材料具有容量高，循环寿命长，倍率性能好等特点，且可直接切片后作为锂离子电池的负极，无需添加任何导电剂和粘结剂。本发明还提供上述锂离子电池锡基碳纳米纤维负极材料的制备方法，该方法简单可控，易于操作，材料利用率高，且比制备一般锂离子电池电极使用的涂敷法步骤少，也省去了其他添加剂，节约原料。
【IPC分类】B82Y30/00, H01M4/62, H01M10/0525, H01M4/38, H01M4/587, B82Y40/00
【公开号】CN104916830
【申请号】CN201510194862
【发明人】胡毅, 沈桢, 陈艳丽, 陈仁忠, 何霞, 汪可豪
【申请人】浙江理工大学
【公开日】2015年9月16日
【申请日】2015年4月22日