技术摘要：
本发明涉及锂离子电池技术领域，且公开了一种氮掺杂多孔碳‑多壳空心SnS2的锂离子电池负极材料，包括以下配方原料及组分：纳米多壳空心SnS2、甲醛、三聚氰酸、间苯二酚、碳酸钾、六亚甲基四胺。该一种氮掺杂多孔碳‑多壳空心SnS2的锂离子电池负极材料，巨大的比表面积 全部
背景技术：
锂离子电池是一种绿色二次电池，具有输出电压高、能量密度大、循环性能优越、 充电效率高等优点，锂离子电池主要由正极材料、负极材料、隔膜材料等造成，其中负极材 料的电化学性能直接影响着锂离子电池的性能，因此开发新型高效的负极材料是提高锂离 子电池的综合性能的有效途径。 目前的锂离子电池负极材料主要有金属类负极材料、无机非金属类负极材料、过 渡金属氧化物负极材料、过渡金属硫化物负极材料，其中MoS2、SnS2等过渡金属硫化物属于 CdI2型层状结构，具有很高的理论比电容，是一种极具发展潜力的锂离子电池负极材料，但 是SnS2的导电性能很差会影响锂离子电池的倍率性能，并且SnS2负极材料在锂离子的脱出 和嵌入过程中，会发生严重的体积膨胀现象，导致电极活性材料SnS2粉化，溶解到电解液 中，降低了电池的容量衰减。 (一)解决的技术问题 针对现有技术的不足，本发明提供了一种氮掺杂多孔碳-多壳空心SnS2的锂离子 电池负极材料及其制法，解决了环氧树脂的阻燃性能较差的问题，同时避免了加入添加型 阻燃剂会影响环氧树脂机械性能的问题。 (二)技术方案 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种氮掺杂多孔碳-多壳空心SnS2的 锂离子电池负极材料，包括以下原料及组分：纳米多壳空心SnS2、甲醛、三聚氰酸、间苯二 酚、碳酸钾、六亚甲基四胺，质量比为100:35-60:120-180:250-380:2.5-3.5:2-2.5。 优选的，所述氮掺杂多孔碳-多壳空心SnS2的锂离子电池负极材料制备方法包括 以下步骤： (1)向蒸馏水溶剂中加入葡萄糖，搅拌均匀后倒入高压反应釜，加热至170-190℃， 反应3-8h，将溶液使用乙醇和蒸馏水离心分离并洗涤，将得到的碳纳米球置于蒸馏水溶剂 中，超声分散均匀后加入氢氧化钠，与碳纳米球的质量比为1:20-30，在恒温水浴锅中加热 至50-80℃，匀速搅拌活化处理4-10h，将溶液过滤、洗涤并干燥，制备得到羟基碳纳米球； (2)向反应瓶中加入蒸馏水溶剂、羟基碳纳米球和SnCl4，超声分散均匀后在20-40 ℃下匀速搅拌4-8h，过滤除去溶剂，使用蒸馏水洗涤固体产物并干燥，固体产物置于气氛电 阻炉中，在空气氛围中进行煅烧，煅烧产物为纳米多壳空心SnO2； (3)向反应瓶中加入蒸馏水溶剂和纳米多壳空心SnO2，超声分散均匀后加入硫代 乙酰胺，搅拌均匀后将溶液倒入高压反应釜，加热至180-200℃，反应10-20h，离心分离、洗 涤并干燥，制备得到纳米多壳空心SnS2； 3 CN 111600019 A 说 明 书 2/6 页 (4)向反应瓶中加入蒸馏水溶剂、纳米多壳空心SnS2、甲醛的水溶液和三聚氰酸， 超声分散均匀后加入碳酸钾，匀速搅拌均匀后再缓慢滴加间苯二酚的水溶液和六亚甲基四 胺，搅拌均匀并置于烘箱中，加热至85-95℃，静置老化反应4-10h，将温度降至45-55℃，低 温干燥48-72h，固体产物研磨均匀后置于气氛电阻炉中，在氩气氛围中进行煅烧，制备得到 氮掺杂多孔碳-多壳空心SnS2的锂离子电池负极材料。 优选的，其特征在于：所述步骤(2)中的羟基碳纳米球和SnCl4的质量比为10-25: 1。 优选的，其特征在于：所述步骤(2)中的气氛电阻炉的升温速率为1-3℃/min，煅烧 温度为480-520℃，煅烧时间为2-3h。 优选的，其特征在于：所述步骤(3)中的SnO2和硫代乙酰胺的质量比为1:12-20。 优选的，其特征在于：所述步骤(4)中的升温速率为1-2℃/min，煅烧温度为750- 800℃，煅烧时间为2-3h。 (三)有益的技术效果 与现有技术相比，本发明具备以下有益的技术效果： 该一种氮掺杂多孔碳-多壳空心SnS2的锂离子电池负极材料，以羟基碳纳米球作 为模板，表面丰富的羟基对Sn4 具有良好的络合作用，通过水热防和高温热处理，使生成的 纳米SnO2均匀生长在碳纳米球的表面，并且调控Sn4 和羟基碳纳米球的物料比，通过高温热 裂解除去碳芯模板，制备得到具有空心结构和多壳层结构的纳米多壳空心SnO2，再以硫代 乙酰胺作为硫源，通过水热离子交换法，制备得到纳米多壳空心SnS2，呈现出巨大的比表面 积，并且特有的多壳层结构和空心结构，缩短了锂离子的传输路径，有利于锂离子的脱嵌过 程，提高负极材料的实际比容量。 该一种氮掺杂多孔碳-多壳空心SnS2的锂离子电池负极材料，以纳米多壳空心SnS2 作为生长位点，甲醛和间苯二酚聚合得到的酚醛树脂均匀包覆住纳米多壳空心SnS2，提高 高温热裂解得到氮掺杂多孔碳包覆多壳空心SnS2，三聚氰酸有利于提高碳层骨架的刚性和 多孔结构的稳定性，同时作为氮源均匀掺杂在多孔碳的基体中，氮掺杂多孔碳具有优异的 导电性能，在多壳空心SnS2外层形成三维导电网络，并且多孔结构促进了负极材料与电解 液的润湿性，进一步促进锂离子的扩散和迁移，同时为SnS2的体积膨胀提供了缓冲，从而显 著提高了负极材料和锂离子电池的倍率性能，以及实际比容量。
技术实现要素：
为实现上述目的，本发明提供如下
本发明涉及锂离子电池技术领域，且公开了一种氮掺杂多孔碳‑多壳空心SnS2的锂离子电池负极材料，包括以下配方原料及组分：纳米多壳空心SnS2、甲醛、三聚氰酸、间苯二酚、碳酸钾、六亚甲基四胺。该一种氮掺杂多孔碳‑多壳空心SnS2的锂离子电池负极材料，巨大的比表面积 全部
背景技术：
锂离子电池是一种绿色二次电池，具有输出电压高、能量密度大、循环性能优越、 充电效率高等优点，锂离子电池主要由正极材料、负极材料、隔膜材料等造成，其中负极材 料的电化学性能直接影响着锂离子电池的性能，因此开发新型高效的负极材料是提高锂离 子电池的综合性能的有效途径。 目前的锂离子电池负极材料主要有金属类负极材料、无机非金属类负极材料、过 渡金属氧化物负极材料、过渡金属硫化物负极材料，其中MoS2、SnS2等过渡金属硫化物属于 CdI2型层状结构，具有很高的理论比电容，是一种极具发展潜力的锂离子电池负极材料，但 是SnS2的导电性能很差会影响锂离子电池的倍率性能，并且SnS2负极材料在锂离子的脱出 和嵌入过程中，会发生严重的体积膨胀现象，导致电极活性材料SnS2粉化，溶解到电解液 中，降低了电池的容量衰减。 (一)解决的技术问题 针对现有技术的不足，本发明提供了一种氮掺杂多孔碳-多壳空心SnS2的锂离子 电池负极材料及其制法，解决了环氧树脂的阻燃性能较差的问题，同时避免了加入添加型 阻燃剂会影响环氧树脂机械性能的问题。 (二)技术方案 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种氮掺杂多孔碳-多壳空心SnS2的 锂离子电池负极材料，包括以下原料及组分：纳米多壳空心SnS2、甲醛、三聚氰酸、间苯二 酚、碳酸钾、六亚甲基四胺，质量比为100:35-60:120-180:250-380:2.5-3.5:2-2.5。 优选的，所述氮掺杂多孔碳-多壳空心SnS2的锂离子电池负极材料制备方法包括 以下步骤： (1)向蒸馏水溶剂中加入葡萄糖，搅拌均匀后倒入高压反应釜，加热至170-190℃， 反应3-8h，将溶液使用乙醇和蒸馏水离心分离并洗涤，将得到的碳纳米球置于蒸馏水溶剂 中，超声分散均匀后加入氢氧化钠，与碳纳米球的质量比为1:20-30，在恒温水浴锅中加热 至50-80℃，匀速搅拌活化处理4-10h，将溶液过滤、洗涤并干燥，制备得到羟基碳纳米球； (2)向反应瓶中加入蒸馏水溶剂、羟基碳纳米球和SnCl4，超声分散均匀后在20-40 ℃下匀速搅拌4-8h，过滤除去溶剂，使用蒸馏水洗涤固体产物并干燥，固体产物置于气氛电 阻炉中，在空气氛围中进行煅烧，煅烧产物为纳米多壳空心SnO2； (3)向反应瓶中加入蒸馏水溶剂和纳米多壳空心SnO2，超声分散均匀后加入硫代 乙酰胺，搅拌均匀后将溶液倒入高压反应釜，加热至180-200℃，反应10-20h，离心分离、洗 涤并干燥，制备得到纳米多壳空心SnS2； 3 CN 111600019 A 说 明 书 2/6 页 (4)向反应瓶中加入蒸馏水溶剂、纳米多壳空心SnS2、甲醛的水溶液和三聚氰酸， 超声分散均匀后加入碳酸钾，匀速搅拌均匀后再缓慢滴加间苯二酚的水溶液和六亚甲基四 胺，搅拌均匀并置于烘箱中，加热至85-95℃，静置老化反应4-10h，将温度降至45-55℃，低 温干燥48-72h，固体产物研磨均匀后置于气氛电阻炉中，在氩气氛围中进行煅烧，制备得到 氮掺杂多孔碳-多壳空心SnS2的锂离子电池负极材料。 优选的，其特征在于：所述步骤(2)中的羟基碳纳米球和SnCl4的质量比为10-25: 1。 优选的，其特征在于：所述步骤(2)中的气氛电阻炉的升温速率为1-3℃/min，煅烧 温度为480-520℃，煅烧时间为2-3h。 优选的，其特征在于：所述步骤(3)中的SnO2和硫代乙酰胺的质量比为1:12-20。 优选的，其特征在于：所述步骤(4)中的升温速率为1-2℃/min，煅烧温度为750- 800℃，煅烧时间为2-3h。 (三)有益的技术效果 与现有技术相比，本发明具备以下有益的技术效果： 该一种氮掺杂多孔碳-多壳空心SnS2的锂离子电池负极材料，以羟基碳纳米球作 为模板，表面丰富的羟基对Sn4 具有良好的络合作用，通过水热防和高温热处理，使生成的 纳米SnO2均匀生长在碳纳米球的表面，并且调控Sn4 和羟基碳纳米球的物料比，通过高温热 裂解除去碳芯模板，制备得到具有空心结构和多壳层结构的纳米多壳空心SnO2，再以硫代 乙酰胺作为硫源，通过水热离子交换法，制备得到纳米多壳空心SnS2，呈现出巨大的比表面 积，并且特有的多壳层结构和空心结构，缩短了锂离子的传输路径，有利于锂离子的脱嵌过 程，提高负极材料的实际比容量。 该一种氮掺杂多孔碳-多壳空心SnS2的锂离子电池负极材料，以纳米多壳空心SnS2 作为生长位点，甲醛和间苯二酚聚合得到的酚醛树脂均匀包覆住纳米多壳空心SnS2，提高 高温热裂解得到氮掺杂多孔碳包覆多壳空心SnS2，三聚氰酸有利于提高碳层骨架的刚性和 多孔结构的稳定性，同时作为氮源均匀掺杂在多孔碳的基体中，氮掺杂多孔碳具有优异的 导电性能，在多壳空心SnS2外层形成三维导电网络，并且多孔结构促进了负极材料与电解 液的润湿性，进一步促进锂离子的扩散和迁移，同时为SnS2的体积膨胀提供了缓冲，从而显 著提高了负极材料和锂离子电池的倍率性能，以及实际比容量。
技术实现要素：
为实现上述目的，本发明提供如下
