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一种原位制备纳米复合电极材料的方法.pdf

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(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利说明书

(10)申请公布号CN110165142A

(43)申请公布日2019.08.23

(21)申请号CN201910308602.6

(22)申请日2019.04.17

(71)申请人杭州电子科技大学

地址310018浙江省杭州市下沙高教园区2号大街

(72)发明人倪婧泮思赟郭家瑞童林聪程秋瞳

(74)专利代理机构杭州君度专利代理事务所(特殊普通合伙)

代理人朱亚冠

(51)Int.CI

权利要求说明书说明书幅图

(54)发明名称

一种原位制备纳米复合电极材料的

方法

(57)摘要

本发明公开一种原位制备纳米复合

电极材料的方法。本发明采用振镜式光纤

激光器,在通有保护气的环境下对预涂敷

在铜箔片上的氧化石墨烯和SnO

法律状态

法律状态公告日法律状态信息法律状态

权利要求说明书

1.一种原位制备纳米复合电极材料的方法,其特征在于包括以下步骤:

A、将氧化石墨烯和SnO

2

溶胶混合制成前驱体溶胶,并将溶胶均匀涂布在铜箔表面,置于真空干燥箱内烘干;其

中氧化石墨烯与SnO

2

溶胶的质量比为1:8-1:10;

B、根据前驱体向石墨烯/SnO

2

纳米复合材料转变的物性参数选择激光能量密度参考值,通过激光能量密度参考值

选择激光器,设置激光工艺参数,所述的激光工艺参数包括激光波长、激光功率、激

光相对扫描速度和聚集光斑直径;采用激光器辐照扫描预制箔片,对转变产物的特征

进行测试、分析,以获取石墨烯/SnO

2

纳米复合材料的最佳激光工艺参数,同时通保护气体以防止石墨烯氧化,达到原位生

成石墨烯/SnO

2

纳米复合材料电极的目的。

2.如权利要求1所述的一种原位制备纳米复合电极材料的方法,其特征在于步骤A

中的SnO

2

溶胶采用二氯化锡作为前驱体,配制成透明澄清的溶胶溶液。

3.如权利要求1所述的一种原位制备纳米复合电极材料的方法,其特征在于步骤A

中的先驱体溶胶在涂布前需加入适量的稀释剂;其中稀释剂包括乙醇、乙醇胺等亲

水性溶剂。

4.如权利要求1所述的一种原位制备纳米复合电极材料的方法,其特征在于步骤A

铜箔表面的涂布层重量在1-2mg/cm

2

5.如权利要求1所述的一种原位制备纳米复合电极材料的方法,其特征在于步骤B

中激光辐照前,对于放置了样品的气氛保护装置中通99%的氩气作为保护气体,并洗

气2-3次,以确保其石墨烯组分不因为氧化而烧蚀。

说明书

p技术领域

本发明涉及一种原位制备纳米复合电极材料的方法。

背景技术

石墨烯与其它碳单质材料相似,它很难作为单一的材料来应用,但通过与其它材料进

行复合,可以得到石墨烯复合材料,在半导体、生物医学、催化、电化学、储能和传

感器等诸多领域有着广泛的应用前景。其中石墨烯/SnO

2

复合材料以其性能良好、价格低廉、容易制备等优势,成为了新型钠/锂离子电池负

极材料、电化学传感器、电化学催化等领域的研究热点。

虽然石墨烯/SnO

2

基复合材料的传统的制备方法较为繁琐,目前普遍采用的制备工艺是水热合成结合

干燥和煅烧的工艺。由于水热合成的技术限制,原材料不能够充分的利用,制备过程

中产生大量的废液,不仅浪费严重且容易污染环境;而后续的干燥煅烧过程耗时、耗

能,在一定程度上阻碍了这类高性能的负极材料的规模化应用。此后,复合材料还需

要被制备成电极,这个过程需要将复合材料和一定比例的粘结剂、导电剂和有机溶

剂混合,调制成浆料并涂刷在铜箔等金属箔片表面,通过干燥、压实制成极板。粘结

剂的加入可能造成电池内阻增加、电池性能下降、批次间不稳定等的问题;而干燥

过程有机溶剂挥发可能会造成的环境污染,因此电极的制备工艺也亟需升级换代。

而近几年采用的原位制备技术虽然解决了

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