制备得到的氧化锡基复合材料进行XRD衍射测试(XRD，RigakuSmartLab高分辨率X射线衍射仪)，测试结果如图6所示，图6为本发明实施例1制备得到的氧化锡基复合材料的XRD衍射图，由图6可知，本发明实施例1制备得到的氧化锡基复合材料的峰位和标准的Sn02衍射峰位吻合的很好。
[0110]对本发明实施例1制备得到的氧化锡基复合材料进行扫描电子显微测试，测试结果如图7所示，图7为本发明实施例1制备得到的氧化锡基复合材料的扫描电子显微镜图片，由图7可知，本发明实施例1制备得到的氧化锡基复合材料具有连续层状三维大孔结构。对本发明实施例1制备得到的氧化锡基复合材料进行透射电子显微镜测试，测试结果如图8所示，图8为本发明实施例1制备得到的氧化锡基复合材料的透射电子显微镜图，由图8可知，氧化锡基复合材料中显示出形状和尺寸类似聚苯乙烯微球的大孔结构，说明氧化锡基复合材料中的大孔结构为聚苯乙烯微球去除后留下的连续规则的大孔结构。
[0111]采用氮气等温吸脱附法(Tristar II 3020M)测试本发明实施例1制备得到的氧化锡基复合材料的比表面积和孔径分布，测试结果如图9所示，图9为本发明实施例1制备得到的氧化锡基复合材料的氮气等温吸脱附曲线(其中的插图为孔径分布曲线)，由图9可知，本发明实施例1制备得到的氧化锡基复合材料的比表面积为204.7m2/g，由图9中的插图孔径分布显示同时存在5?50nm大小的介孔，证实本发明实施例1制备得到的氧化锡基复合材料同时具有大孔和介孔的多级孔结构。
[0112]按照上述技术方案所述的方法，将本发明实施例1制备得到的氧化锡复合材料制备成锂离子半电池进行电性能测试，测试结果如图14所示，图14为本发明实施例1提供的氧化锡基复合材料制备得到的锂离子半电池的充放电曲线，由图14可知，本发明实施例1提供的氧化锡基复合材料制备得到的锂离子半电池在0.3C的电流密度下，电池首次放电比容量为2136mAh g1，循环100次后，其放电比容量为712mAh g \库仑效率大于98%。
[0113]实施例2
[0114]按照实施例1所述的方法制备得到氧化石墨烯。
[0115]将80mg的上述氧化石墨稀加入到160mL的去离子水中，在As3120UltrasonicCleaner 220V/50Hz的超声清洗机中超声lh，得到均一透明的棕色氧化石墨稀分散液；用lmol/L的氢氧化钠溶液调节所述氧化石墨稀分散液的pH至7，向其中加入4mL的异丙醇，通氮气lOmin后封口放入钴源室中辐照，设定辐照过程中吸收剂量率为60Gy min \总吸收剂量为86kGy，得到石墨稀溶液。
[0116]按照实施例1所述的方法制备得到聚苯乙烯微球。
[0117]得到聚苯乙烯微球和石墨烯溶液后，按照实施例1所述的方法制备得到氧化锡基复合材料。
[0118]对本发明实施例2制备得到的氧化锡基复合材料进行XRD衍射测试(XRD，RigakuSmartLab高分辨率X射线衍射仪)，测试结果如图10所示，图10为本发明实施例2制备得到的氧化锡基复合材料的XRD衍射图，由图10可知，本发明实施例2制备得到的氧化锡基复合材料的峰位和标准的Sn02衍射峰位吻合的很好。
[0119]对本发明实施例2制备得到的氧化锡基复合材料进行扫描电子显微测试，测试结果如图11所示，图11为本发明实施例2制备得到的氧化锡基复合材料的扫描电子显微镜图片，由图11可知，本发明实施例2制备得到的氧化锡基复合材料具有连续层状三维大孔结构。对本发明实施例2制备得到的氧化锡基复合材料进行透射电子显微镜测试，测试结果如图12所示，图12为本发明实施例2制备得到的氧化锡基复合材料的透射电子显微镜图，由图12可知，氧化锡基复合材料中显示出形状和尺寸类似聚苯乙烯微球的大孔结构，说明氧化锡基复合材料中的大孔结构为聚苯乙烯微球去除后留下的连续规则的大孔结构。
[0120]采用氮气等温吸脱附法(Tristar II 3020M)测试本发明实施例2制备得到的氧化锡基复合材料的比表面积和孔径分布，测试结果如图13所示，图13为本发明实施例2制备得到的氧化锡基复合材料的氮气等温吸脱附曲线(其中的插图为孔径分布曲线)，由图13可知，本发明实施例2制备得到的氧化锡基复合材料的比表面积为38.6m2/g，由图13中的插图孔径分布显示同时存在5?50nm大小的介孔，证实本发明实施例2制备得到的氧化锡基复合材料同时具有大孔和介孔的多级孔结构。
[0121]按照上述技术方案所述的方法，将本发明实施例2制备得到的氧化锡复合材料制备成锂离子半电池进行电性能测试，测试结果如图15所示，图15为本发明实施例2提供的氧化锡基复合材料制备得到的锂离子半电池的充放电曲线，由图15可知，本发明实施例2提供的氧化锡基复合材料制备得到的锂离子半电池在0.3C的电流密度下，电池首次放电比容量为1822mAh g1，循环100次后，其放电比容量为850mAh g \库仑效率大于98%。
[0122]由以上实施例可知，本发明提供了一种氧化锡基复合材料的制备方法，包括:将石墨烯和聚苯乙烯微球复合，得到复合球；将所述复合球分散在表面活性剂溶液中进行溶剂蒸发，得到复合粒子膜；将所述复合粒子膜和氧化锡前驱体混合后煅烧，得到氧化锡基复合材料，所述氧化锡前驱体为含有锡离子的溶胶。本发明提供的氧化锡基复合材料将三维多级孔结构的氧化锡和石墨烯相结合，这种氧化锡基复合材料制备锂离子电池，三维多孔结构能够有效减弱锂离子电池循环过程中的体积效应，避免电极材料的粉化现象；与石墨烯进行复合，能够加快锂离子和电子在氧化锡基复合材料中的传输速度，降低了锂离子电池的不可逆容量；因此本发明提供的氧化锡基复合材料具有较好的循环性能和倍率性能。
【主权项】
1.一种氧化锡基复合材料的制备方法，包括: 将石墨烯和聚苯乙烯微球复合，得到复合球； 将所述复合球分散在表面活性剂溶液中进行溶剂蒸发，得到复合粒子膜； 将所述复合粒子膜和氧化锡前驱体混合后煅烧，得到氧化锡基复合材料，所述氧化锡前驱体为含有锡离子的溶胶。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述复合的方法为: 将聚苯乙烯微球分散在石墨烯分散液中，得到复合球。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述石墨烯分散液的制备方法为: 将氧化石墨烯分散液进行辐照，得到石墨烯分散液；所述辐照的射线为γ射线。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述聚苯乙烯微球的粒径为200nm?300nmo5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述复合球和表面活性剂的质量比为(70 ?90): (250 ?350)。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氧化锡前驱体为SnCl4溶于醇水溶液形成的溶胶。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述煅烧的温度为400°C?450°C。9.一种权利要求1?8中任意一项所述的方法制备得到的氧化锡基复合材料，所述氧化锡基复合材料由氧化锡和石墨烯复合形成，具有大孔和介孔的多级孔结构。10.根据权利要求9所述的氧化锡基复合材料，其特征在于，所述氧化锡基复合材料的比表面积为30m2/g?210m2/g。
【专利摘要】本发明提供了一种氧化锡基复合材料的制备方法，包括：将石墨烯和聚苯乙烯微球复合，得到复合球；将复合球分散在表面活性剂溶液中进行溶剂蒸发，得到复合粒子膜；将所述复合粒子膜和氧化锡前驱体混合后煅烧，得到氧化锡基复合材料。本发明提供的氧化锡基复合材料将三维多级孔结构的氧化锡和石墨烯相结合，这种氧化锡基复合材料能够有效减弱锂离子电池循环过程中的体积效应，避免电极材料的粉化现象；加快锂离子和电子在氧化锡基复合材料中的传输速度，降低了锂离子电池的不可逆容量；因此本发明提供的氧化锡基复合材料具有较好的循环性能和倍率性能。本发明还提供了一种氧化锡基复合材料。
【IPC分类】H01M4/36, H01M10/0525, H01M4/48, H01M4/62
【公开号】CN105355891
【申请号】CN201510890224
【发明人】葛学武, 陈乐辰, 汪谟贞
【申请人】中国科学技术大学
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2015年12月2日