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

背景技術：

目前商業(yè)化的鋰電池負極材料主要為碳負極材料。但是在充放電過程中產生的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)保無污染、振實密度較大，較高的充放電平臺電壓以及出色的理論比容量等優(yōu)點，得到了越來越多的研究。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，將金屬氧化物與導電性能良好，比表面積較大的層狀石墨烯復合。

目前，fe-sn類金屬氧化物負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構形貌，與其它方法相比，此種方法簡便易行。水熱法需要在高溫高壓條件下反應，對容器的要求較高。

技術實現(xiàn)要素：

為克服現(xiàn)有技術的不足，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復合材料的方法。

本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的，以尿素為沉淀劑，將原材料通過磁力攪拌充分混合后，于高壓反應釜中經(jīng)過水熱過程得到三氧化鐵/氧化石墨的前驅體，然后通過sncl2·2h2o的還原作用，得到fe2o3/sno2/rgo的前驅體，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/二氧化錫復合材料的具體步驟如下：

(1)以石墨作為原材料通過改進的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有聚四氟乙烯內襯的不銹鋼高壓反應釜中，100℃～150℃下水熱反應3～6小時；

(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)將干燥后的產物于管式爐中氮氣或氬氣氣氛下300～600℃下煅燒1h。

進一步的，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品的形貌，具有設備簡單，操作方便等特點，有利于實現(xiàn)大規(guī)模的工業(yè)生產。更重要的是本發(fā)明得到的材料具有很大比表面積，在鋰電池材料應用方面優(yōu)異的性能。

附圖說明

圖1是實例1所制備的掃描電鏡(sem)照片。

圖2是實例2所制備的掃描電鏡(sem)照片。

圖3是實例1-2所制備的x射線衍射圖譜。

具體實施方式

以下通過具體實施例用于進一步說明本發(fā)明描述的方法，但是并不意味著本發(fā)明局限于這些實施例。

實施例1：

一種石墨烯/氧化鐵/二氧化錫復合材料的制備方法，包括如下步驟：

(1)通過改進的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有聚四氟乙烯內襯的不銹鋼高壓反應釜中，120℃下水熱反應4小時；

(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)將干燥后的產物于管式爐中氬氣氣氛下400℃下煅燒1h。

制備所得到的產物經(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。

實施例2：

一種石墨烯/氧化鐵/二氧化錫復合材料的制備方法，包括如下步驟：

(1)通過改進的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有聚四氟乙烯內襯的不銹鋼高壓反應釜中，120℃下水熱反應4小時；

(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)將干燥后的產物于管式爐中氮氣氣氛下400℃下煅燒1h。

制備所得到的產物經(jīng)過掃描電子顯微鏡觀察，由圖2可以看出。

技術特征：

技術總結
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，于高壓反應釜中經(jīng)過100℃～150℃下水熱反應3～6小時，然后于25℃～50℃水浴條件下通過SnCl2·2H2O的還原作用，得到Fe2O3/SnO2/rGO的前驅體，最后在400℃馬弗爐中煅燒1小時得到Fe2O3/SnO2/rGO復合材料。本發(fā)明所使用的原材料成本較低，且對反應設備要求低，容易操作。同時本發(fā)明制得的Fe2O3/SrnO2/rGO復合材料具有較大的比表面積，具有優(yōu)異的電化學性能。

技術研發(fā)人員：王曉清;趙爽
受保護的技術使用者：天津工業(yè)大學
技術研發(fā)日：2016.03.04
技術公布日：2017.09.12