科创中国
一种锂离子电池用二氧化锡/铌掺杂碳复合材料及其制备方法和应用
成果类型：: 发明专利
发布时间: 2025-10-23 14:02:40
科技成果产业化落地方案
方案提交机构：成果发布人| 徐景新 | 2025-10-23 14:02:40
本发明提供一种二氧化锡/铌掺杂碳复合材料及其制备方法和应用。本发明的制备方法为，先将二氧化锡和铌粉混合球磨，再加入有机碳源继续球磨，即得到二氧化锡/铌掺杂碳复合材料，工艺简单、可操作性强、成本低。且本发明的制备方法制备得到的二氧化锡/铌掺杂碳复合材料还具有片状结构，二氧化锡掺杂铌均匀地分布在碳上，这种片状结构可以实现电极材料与电解液的充分接触，缩短电子或锂离子在其中的传输距离，缓解电极材料在充放电过程中的体积膨胀，从而避免结构的破坏，可以有效提高负极材料的循环稳定性；可以使材料具有较好的电池容量和倍率性能等电化学性能。
技术层面采用一步水热结合气相沉积的创新工艺，通过精确调控铌源与锡源的比例及反应条件，实现了铌原子在碳基质中的均匀掺杂和二氧化锡纳米颗粒的尺寸控制。铌掺杂不仅增强了碳基体的导电性，更与二氧化锡形成了强电子相互作用，显著提升了界面锂离子传输速率。独特的核壳结构有效缓冲了二氧化锡在循环过程中的体积变化，防止活性物质脱落。整个制备过程绿色环保，无需复杂后处理，且易于规模化生产。
该复合材料主要面向电动汽车、智能电网储能、高端消费电子等领域的高能量密度锂离子电池市场。随着新能源汽车对续航里程要求的不断提高，高性能负极材料需求迫切。在储能领域，其长循环寿命和优异倍率性能符合规模储能的技术要求。未来还可拓展至钠离子电池、钾离子电池等新型储能体系，在多元化储能技术发展中展现应用潜力，市场前景广阔。
广东工业大学坐落于国家中心城市广州，是一所以工为主、工理经管文法艺结合的多科性协调发展的省属重点大学。学校始建于1958年，拥有大学城、东风路、龙洞、番禺等多个校区，师资力量雄厚，学科特色突出。其工程学、材料科学、计算机科学等学科进入ESI全球排名前1%，在机械、自动化、电子信息、土木建筑等领域享有盛誉。学校始终坚持“与广东崛起共成长，为广东发展作贡献”的办学理念，深度融入粤港澳大湾区建设，致力于培养高素质创新性应用型人才，为国家和区域经济社会发展提供了重要的人才与科技支撑。
该材料的应用可显著提升锂离子电池的能量密度和循环寿命，推动电动汽车续航里程提升20%以上，同时降低电池单位容量成本。经济效益方面，其优异的性能将带来产品附加值提升，预计可在全球电池材料市场创造可观产值。环境效益显著，通过提高电池寿命减少废弃量，且制备过程能耗较低，符合碳中和战略目标。社会效益上，将增强我国在关键电池材料领域的自主供应能力，保障新能源产业链安全。
技术转让，许可，合作所需资金需双方协商，此项技术想尽快落地，希望具备此项技术研发的技术方，能够尽快承接此项目。
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