一种利用分级结构In2O3/C复合材料制备锂电池的方法技术领域
本发明涉及锂电池设计领域，特别是一种利用分级结构In2O3/C复合材料制备锂电
池的方法。
背景技术
锂离子电池因其具有的体积小、重量轻、工作电压高、能量密度高、循环寿命长、自
放电率小、无记忆效应、环境友好等优点而得到了广泛应用。当前主要应用于移动电子设
备、国防工业、电动汽车等领域。
多孔金属有机骨架化合物（MOF）具有孔径可调、大比表面积、骨架结构多样性、表
面可修饰等优点，被广泛用于吸附和分离、多相催化、金属纳米粒子的载体和模板以及微反
应器等方面。在制备新颖结构MOF的同时，MOF作为模板进而衍生合成锂离子电池负极材料
是一个富有挑战的研究方向。铟基材料具有优良的电子导电性，但是关于其复合纳米材料
的制备及其储锂性能的报道较少。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提出一种利用分级结构In2O3/C复合材料制备锂电池的
方法，操作简便、成本低、纯度高、性能优异，可以大量合成。
本发明采用以下方案实现：一种利用分级结构In2O3/C复合材料制备锂电池的方
法，具体包括以下步骤：
步骤S1：通过合成铟基金属有机框架材料，即MOF，以此为前驱体直接煅烧制备出分级
结构In2O3/C复合材料；
步骤S2：将步骤S1得到的分级结构In2O3/C复合材料作为负极，组装锂离子电池。
进一步的，所述步骤S1具体包括以下步骤：
步骤S11：制备In-MOF前驱物：将50-100 mg的In(NO3)3•xH2O和25-40 mg的苯二甲酸置
于5-10 ml的N.N.二甲基甲酰胺中；
步骤S12：待完全溶解后将溶液在80-100度下恒温反应30分钟，反应产物在经乙醇洗涤
3遍后进行干燥；
步骤S13：干燥完毕后放于氩气气氛的管式炉中经400-500℃焙烧2 h得到分级结构
In2O3/C复合材料。
进一步的，所述步骤S2具体包括以下步骤：
步骤S21：按照如下质量比例混合研磨后均匀地涂布在铜片上做负极：
分级结构In2O3/C复合材料：聚四氟乙烯：乙炔黑＝75-85：5-10：10-15；
步骤S22：采用金属锂作为正极；
步骤S23：采用1 M LiPF6的EC+DEC+DMC的溶液作为电解质。
进一步的，所述电解质中各成分的比例为：EC/DEC/DMC=1/1/1 v/v/v。
进一步的，步骤S2在充满氩气的手套箱里进行。
与现有技术相比，本发明有以下有益效果：本发明提供的方法操作简便、成本低、
纯度高、性能优异，可以大量合成。
附图说明
图1为本发明实施例中铟基金属有机框架前驱体（MOF）的XRD图谱。
图2为本发明实施例中分级结构In2O3/C复合材料的X-射线粉末衍射分析图。
图3为本发明实施例中扫描电镜分析图。
图4为本发明实施例中In2O3/C复合材料的扫描电镜分析图。
图5为本发明实施例中分级结构In2O3/C复合材料在不同电流密度下的倍率性能
图。
图6为本发明实施例中分级结构In2O3/C复合材料的循环性能图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。
本实施例提供了一种利用分级结构In2O3/C复合材料制备锂电池的方法，具体包括
以下步骤：
步骤S1：通过合成铟基金属有机框架材料，即MOF，以此为前驱体直接煅烧制备出分级
结构In2O3/C复合材料；
步骤S2：将步骤S1得到的分级结构In2O3/C复合材料作为负极，组装锂离子电池。
在本实施例中，所述步骤S1具体包括以下步骤：
步骤S11：制备In-MOF前驱物：将50-100 mg的In(NO3)3•xH2O和25-40 mg的苯二甲酸置
于5-10 ml的N.N.二甲基甲酰胺中；
步骤S12：待完全溶解后将溶液在80-100度下恒温反应30分钟，反应产物在经乙醇洗涤
3遍后进行干燥；
步骤S13：干燥完毕后放于氩气气氛的管式炉中经400-500℃焙烧2 h得到分级结构
In2O3/C复合材料。
在本实施例中，所述步骤S2具体包括以下步骤：
步骤S21：按照如下质量比例混合研磨后均匀地涂布在铜片上做负极：
分级结构In2O3/C复合材料：聚四氟乙烯：乙炔黑＝75-85：5-10：10-15；
步骤S22：采用金属锂作为正极；
步骤S23：采用1 M LiPF6的EC+DEC+DMC的溶液作为电解质。
在本实施例中，所述电解质中各成分的比例为：EC/DEC/DMC=1/1/1 v/v/v。
在本实施例中，步骤S2在充满氩气的手套箱里进行。
较佳的，如图1所示，在本实施例中，由图1可以看出铟基金属有机框架前驱体
（MOF）具有很好的结晶度和层状结构。从图2中分级结构In2O3/C复合材料的X-射线粉末衍射
分析图可看出In2O3/C的峰位置与标准谱（PDF#06-0416）完全吻合，说明所制备的样品为氧
化铟。从图3扫描电镜分析图中可看出所制得的In-MOF前驱体材料为棒状且棒长约在2-5
um，直径为200-400 nm 。而图4中可以看出In2O3/C复合材料则是粒径大小在50-100 nm的纳
米颗粒，而且这些颗粒是由更小的纳米粒子（粒径约10纳米）构建而成的，证实这种复合纳
米材料具有分级结构。图5为分级结构In2O3/C复合材料在不同电流密度下的倍率性能图，在
0.1A/g，0.2A/g，0.5 A/g，1 A/g和2 A/g电流密度下，相应的可逆比容量分别为 620 mAh/
g，545 mAh/g，454 mAh/g，393 mAh/g和340 mAh/g，说明该材料具有非常优异的倍率性能。
如图6所示，该图是分级结构In2O3/C复合材料0.1A/g电流密度下的循环曲线图，In2O3/C复
合材料的首次充电比容量为716.5 mAh/g ，循环90圈后，其可逆比容量仍可稳定在 713.4
mAh/g，展现出良好的循环稳定性。由于分级结构In2O3/C复合材料能够提供更多的储锂空
隙，提高整体材料的导电性，并且能够有效地缓解锂离子脱嵌所带来的体积变化，还可以阻
止In2O3/C粒子的团聚，因而该复合材料在锂离子电池电极材料方面具有较好的应用前景。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与
修饰，皆应属本发明的涵盖范围。