商用石墨陽極的理論容量有限(372 mAh/g)和嵌鋰電位較低，已經(jīng)不能滿足新型鋰離子電池(LIBs)的需求 因此，開發(fā)和制備具有更高容量和安全性的新型負極材料(如Si、Ge、Sn、SnO2、Fe2O3、GeO2、MnO2和MoP等)取代石墨極為迫切[1] SnO2具有理論容量高(780 mAh/g)、低毒性和低成本的優(yōu)點，是一種很有前途的負極材料[2~4] 但是，在脫鋰/嵌鋰過程中SnO2較大的體積變化引起顆粒粉化和聚集，使純SnO2負極的倍率能力和循環(huán)性能降低[5,6] 盡管如此，設計和制備納米SnO2@C復合材料可提高其倍率性能和循環(huán)性能，因為炭材料可提高電極的導電性，而納米級尺寸可縮短離子和電子的傳輸路徑，從而緩解SnO2在長期循環(huán)過程中體積變化的影響[7~10] 常見的炭基材料，包括非晶無定形炭、炭納米管和石墨烯等 以炭材料為基體可制備出不同形貌的SnO2/C復合材料，如SnO2/C納米纖維[11]、SnO2/C納米孔炭微球[12]、SnO2/核殼結構微球[13]、蜂巢納米片結構的SnO2/石墨炭復合物[14]等 這些材料不僅儲鋰性能較高，在充放電過程中很少發(fā)生團聚，而且首次充放電效率也較高，可逆放電容量均高于純納米氧化錫，具有良好的循環(huán)性能 目前存在的問題有:(1)最常用的炭基材料碳納米管和石墨烯[15~18]，其理論儲鋰容量遠低于錫氧化物，因此較高比例的炭影響復合材料的容量；若炭的比例過低則不能為錫氧化物提供穩(wěn)定的生長網(wǎng)絡；(2)石墨烯基體的成本較高，石墨烯片強烈的π-π堆積效應使其在循環(huán)過程中團聚，影響復合材料的循環(huán)性能；(3)兩者較高的成本不利于大規(guī)模制備SnO2@C 糖類炭材料熱解后形成無定型的硬炭，其結構優(yōu)勢使其理論容量為石墨材料的兩倍(782 mAh/g)[19] 圖1給出了近年來SnO2基鋰離子電池陽極材料的循環(huán)次數(shù)和容量[20] 鑒于此，本文以兩種常見的糖類前驅物[C6H10O5]n葡萄糖(n=1)與淀粉(n>20)為碳源材料用簡單的一步水熱法來制備SnO2@C復合材料，探討以硬炭為基體制備高容量、高倍率SnO2@C材料的可行性 圖1 圖1近年來SnO2基鋰離子電池陽極材料的循環(huán)次數(shù)和容量報道[20] Fig.1Capacities and cycle numbers of SnO2-based materials