CN110212174A - 钴酸镁及氮掺杂二氧化锡复合材料及其制备方法、用途 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种钴酸镁及氮掺杂二氧化锡复合材料及其制备方法、用途，以镁盐、钴盐和尿素为原料配制成溶液，经过水热釜热处理、保温干燥、高温煅烧制得钴酸镁材料；之后在分散好的钴酸镁乙醇悬浮液中加入锡盐和含氮化合物，经过水热釜热处理、保温干燥得到钴酸镁及氮掺杂二氧化锡复合材料；所述钴酸镁和氮掺杂二氧化锡复合材料包括80‑95重量份的钴酸镁和20‑5重量份的氮掺杂二氧化锡材料；所述钴酸镁及氮掺杂二氧化锡复合材料能有效提高电子和锂离子传输的速度并改善循环性能，可用作锂离子电池的负极材料。

Description

钴酸镁及氮掺杂二氧化锡复合材料及其制备方法、用途
【技术领域】
本发明具体涉及一种钴酸镁及氮掺杂二氧化锡复合材料及其制备方法、用途。
【背景技术】
发展电动汽车是我国实现节能减排的重要策略之一，电动汽车用锂离子电池需要在电池的能量密度和功率密度上进一步提高。碳负极是目前锂离子电池常用的负极材料，其理论容量较低，仅为为374mAh g-1，无法满足电动汽车用锂离子电池在能量密度和功率密度上的要求，因此开发新的大容量高性能锂离子电池负极材料成为锂离子电池领域的研究热点。尖晶石型钴酸镁复合金属氧化物具有良好的电子电导率，钴酸镁在首次放电过程中会生成电化学惰性的氧化镁，可以抑制电化学活性材料的团聚，减少锂离子脱嵌过程中大的体积变化造成的应力冲击。但由于镁为电化学惰性元素，钴酸镁的理论比容量仅为780mAh/g。二氧化锡材料是一种极为重要的半导体氧化物材料，作为锂离子电池的负极材料，其具有高达950mAh﹒g-1的理论容量，在锂离子电池中具有良好的应用前景，但其在锂离子脱嵌过程中会发生很大的体积变化，容易造成电极材料从集流基体上脱落，从而使电池性能迅速恶化，此外二氧化锡的电子电导率需要进一步提高，以优化载流子的传输路径。
【发明内容】
本发明要解决的技术问题之一，在于提供一种钴酸镁及氮掺杂二氧化锡复合材料的制备方法。
本发明是这样实现的：一种钴酸镁及氮掺杂二氧化锡复合材料的制备方法，包括以下内容：
(1)称取镁盐，溶解于三缩四乙二醇、乙醇和去离子水的混合溶液中，配成浓度为0.1～1mol/L的镁盐溶液；
(2)称取钴盐，溶解于与(1)等体积的三缩四乙二醇和去离子水的混合溶液中，配成浓度为0.2～2mol/L的钴盐溶液；
(3)将镁盐溶液缓慢滴加到钴盐溶液中，搅拌得到镁盐和钴盐的混合溶液；
(4)称取尿素，溶解于镁盐和钴盐的混合溶液中，并进行热处理，得到沉淀物；将沉淀物分别用去离子水和无水乙醇洗涤，放入真空干燥箱中进行保温干燥，得到钴酸镁纳米线前驱体；所述尿素与镁、钴离子总和的摩尔比为3：1；
(5)将钴酸镁纳米线前驱体在400-600℃下煅烧1-2h，得到钴酸镁纳米线；
(6)将钴酸镁纳米线通过超声分散于乙醇溶液中，得到钴酸镁乙醇分散悬浮液；
(7)称取锡盐和含氮化合物，溶解于钴酸镁乙醇分散悬浮液中，得到混合悬浮液；
(8)将所述混合悬浮液装入水热釜中进行热处理，将得到的沉淀物分别用去离子水和无水乙醇洗涤，然后放入真空干燥箱中进行保温干燥，即得钴酸镁及氮掺杂二氧化锡复合材料。
进一步地，所述镁盐为硝酸镁、氯化镁中的一种或两种，所述钴盐为硝酸钴、氯化钴中的一种或两种；所述锡盐为三水锡酸钠、三水锡酸钾中的一种或两种；所述含氮化合物为甲酸铵、乙酸铵中的一种或两种。
进一步地，所述步骤(1)中，体积比三缩四乙二醇：乙醇：去离子水＝70～90：5～15：5～15。
进一步地，所述步骤(4)中，热处理的温度为120～220℃，处理时间为0.5～48h。
进一步地，所述步骤(7)中，锡盐和含氮化合物的摩尔比为1:1～1:4。
进一步地，所述步骤(8)中，热处理的温度为120～180℃，处理时间为5～24h，保温干燥的温度为60～80℃，干燥时间为10～24h。
本发明要解决的技术问题之二，在于提供一种钴酸镁及氮掺杂二氧化锡复合材料。
本发明是这样实现的：一种钴酸镁及氮掺杂二氧化锡复合材料，包括80-95重量份的钴酸镁和20-5重量份的氮掺杂二氧化锡材料；
所述钴酸镁为纳米线，直径为30-50nm，长度200-500nm；
所述氮掺杂二氧化锡材料的晶粒大小为1-5nm，均匀生长在钴酸镁纳米线上。
进一步地，氮掺杂总量为钴酸镁及氮掺杂二氧化锡复合材料的总原子比的0.1％-0.5％。
进一步地，所述钴酸镁及氮掺杂二氧化锡复合材料的比表面积为150～300m2/g。
本发明要解决的技术问题之三，在于提供一种所述的钴酸镁及氮掺杂二氧化锡复合材料的应用。
本发明是这样实现的：一种所述的钴酸镁及氮掺杂二氧化锡复合材料的应用，钴酸镁及氮掺杂二氧化锡复合材料用于锂离子电池的负极材料。
本发明的优点在于：钴酸镁及氮掺杂二氧化锡复合材料能有效提高电子和锂离子传输的速度并改善循环性能，可用作锂离子电池的负极材料。
【具体实施方式】
实施例1
制备钴酸镁和氮掺杂二氧化锡复合材料(质量比为80％:20％)
1)称取硝酸镁，溶解于三缩四乙二醇(体积百分比90％)、乙醇(体积百分比5％)和去离子水(体积百分比5％)的混合溶液中，配成Mg2+浓度为0.1M的镁盐溶液；
2)称取硝酸钴，溶解于与步骤1)等量的三缩四乙二醇和去离子水的混合溶液中，配成钴离子摩尔浓度为0.2M的钴盐溶液；
3)将镁盐溶液缓慢滴加钴盐溶液中，搅拌后得到硝酸镁和硝酸钴的混合溶液；
4)按尿素和金属盐离子的摩尔比为3：1的比例称取尿素，溶解于步骤3)得到的混合溶液中，并装入水热釜进行热处理，热处理条件为220℃，处理时间为0.5h，得到沉淀物；
5)将所述沉淀物分别用去离子水和无水乙醇洗涤数次，然后放入真空干燥箱中进行保温干燥，温度为80℃，干燥时间为10小时，得到钴酸镁纳米线前驱体；
6)将钴酸镁纳米线前驱体在400℃下煅烧1小时，得到钴酸镁纳米线；
7)称取0.8g钴酸镁纳米线，将其通过超声分散于乙醇溶液中，得到钴酸镁乙醇分散悬浮液；
8)称取1.4mmol三水锡酸钠和1.4mmol甲酸铵，溶解于钴酸镁乙醇分散悬浮液中，得到锡盐和含氮化合物的混合悬浮液；
9)将锡盐和含氮化合物的混合悬浮液装入水热釜中进行热处理，热处理的温度为180℃，热处理时间为5小时，将得到的沉淀物分别用去离子水和无水乙醇洗涤数次，然后放入真空干燥箱中进行保温干燥，温度为60℃，干燥时间为24小时，即可获得钴酸镁及氮掺杂二氧化锡复合材料，钴酸镁和氮掺杂二氧化锡的质量比为80％:20％。
X-射线衍射分析(XRD)结果表明，其物相为钴酸镁和二氧化锡混合相；扫描电镜(SEM)分析表明，钴酸镁为纳米线形貌，平均直径为30nm，平均长度为500nm；透射电镜(TEM)照片结合能谱分析(EDS)表明，氮掺杂纳米二氧化锡的平均晶粒大小为4nm，生长在钴酸镁纳米线上，而氮元素均匀分布在二氧化锡颗粒中；光电子能谱分析(XPS)分析结构表明，氮掺杂总量为总原子比的0.5％；比表面积分析结果表明该钴酸镁及氮掺杂二氧化锡复合材料的比表面积为150m2/g。
将钴酸镁及氮掺杂二氧化锡复合材料粉体与导电碳黑、粘结剂PVDF(聚偏氟乙烯)按质量比8：1：1混合研磨均匀，然后加入适量溶剂NMP(N-甲基吡咯烷酮)，调匀成浆后均匀涂覆于铜箔上，100℃下真空烘干得到极片。以金属锂片为对极，1mol·L-1LiPF6(六氟磷锂)/EC(碳酸乙烯酯)+DMC(碳酸二甲酯)+EMC(碳酸甲乙酯)(体积比1：1：1)为电解液，聚丙烯材料为隔膜，在充满氩气的手套箱内组装成2025型扣式电池。采用LAND CT2001A电池测试系统，以恒定的电流密度进行充放电测试，充放电电压范围0.01～2.5V之间，充放电电流密度850mA·g-1。结果显示，该材料作为锂离子电池的正极时表现出优异的电化学性能，首次放电比容量达到1000mAh·g-1，200次充放电循环后放电比容量为820mAh·g-1。
实施例2
钴酸镁及氮掺杂二氧化锡复合材料(质量比为80％:20％)
1)称取一定量硝酸镁，将其溶解在三缩四乙二醇(体积百分比90％)、乙醇(体积百分比5％)和去离子水(体积百分比5％)的混合溶液中，配成镁离子浓度为1M的镁盐溶液；
2)称取硝酸钴，将其溶解在与步骤1)等量的三缩四乙二醇和去离子水的混合溶液中，配成钴离子摩尔浓度为2M的钴盐溶液；
3)将步骤1)得到的镁盐溶液缓慢滴加到步骤2)得到的钴盐溶液中，搅拌后得到硝酸镁和硝酸钴的混合溶液；
4)按尿素和金属盐离子的摩尔比为3：1的比例称取适量尿素，将其溶解在步骤3)得到的混合溶液中，并装入水热釜进行热处理，热处理条件为120℃，处理时间为48小时，得到沉淀物；
5)将沉淀物分别用去离子水和无水乙醇洗涤数次，然后放入真空干燥箱中进行保温干燥，温度为60℃，干燥时间为24小时，得到所述钴酸镁纳米线前驱体；
6)将钴酸镁纳米线前驱体在600℃下煅烧2小时，得到钴酸镁纳米线；
7)称取0.8g步骤6)得到的钴酸镁纳米线，将其通过超声分散于乙醇溶液中，得到钴酸镁乙醇分散悬浮液；
8)称取1.4mmol三水锡酸钠和1.4mmol甲酸铵，将其溶解于步骤7)得到的钴酸镁乙醇分散悬浮液中，得到锡盐和含氮化合物的混合悬浮液；
9)将锡盐和含氮化合物的混合悬浮液装入水热釜中进行热处理，热处理的温度为120℃，热处理时间为24小时，将得到的沉淀物分别用去离子水和无水乙醇洗涤数次，然后放入真空干燥箱中进行保温干燥，温度为60℃，干燥时间为24小时，即可获得钴酸镁及氮掺杂二氧化锡复合材料，其质量比为80％:20％。
XRD结果表明，其物相为钴酸镁和二氧化锡混合相；扫描电镜(SEM)分析表明，钴酸镁为纳米线形貌，平均直径为50nm，平均长度为300nm；透射电镜(TEM)照片结合能谱分析(EDS)表明，氮掺杂纳米二氧化锡的平均晶粒大小为2nm，生长在钴酸镁纳米线上，而氮元素均匀分布在二氧化锡颗粒中；光电子能谱分析(XPS)分析结构表明，氮掺杂总量为总原子比的0.5％；比表面积分析结果表明该钴酸镁和氮掺杂二氧化锡复合材料的比表面积为200m2/g。
将该钴酸镁及氮掺杂二氧化锡复合材料粉体与导电碳黑、粘结剂PVDF(聚偏氟乙烯)按质量比8：1：1混合研磨均匀，然后加入适量溶剂NMP(N-甲基吡咯烷酮)，调匀成浆后均匀涂覆于铜箔上，100℃下真空烘干得到极片。以金属锂片为对极，1mol·L-1LiPF6/EC+DMC+EMC(体积比1：1：1)为电解液，聚丙烯材料为隔膜，在充满氩气的手套箱内组装成2025型扣式电池。采用LAND CT2001A电池测试系统，以恒定的电流密度进行充放电测试，充放电电压范围0.01～2.5V之间，充放电电流密度850mA·g-1。结果显示，该材料作为锂离子电池的正极时表现出优异的电化学性能，首次放电比容量达到1000mAh·g-1，200次充放电循环后放电比容量为800mAh·g-1。
实施例3
制备钴酸镁和氮掺杂二氧化锡复合材料(质量比为95％:5％)
1)称取一定量硝酸镁，将其溶解在三缩四乙二醇(体积百分比80％)、乙醇(体积百分比10％)和去离子水(体积百分比10％)的混合溶液中，配成镁离子浓度为0.5M的镁盐溶液；
2)称取硝酸钴，将其溶解在与步骤1)等量的三缩四乙二醇和去离子水的混合溶液中，配成钴离子摩尔浓度为1M的钴盐溶液；
3)将镁盐溶液缓慢滴加到钴盐溶液中，搅拌后得到硝酸镁和硝酸钴的混合溶液；
4)按尿素和金属盐离子的摩尔比为3：1的比例称取尿素，将其溶解在步骤3)得到的混合溶液中，并装入水热釜进行热处理，热处理条件为220℃，处理时间为0.5小时，得到沉淀物；
5)将沉淀物分别用去离子水和无水乙醇洗涤数次，然后放入真空干燥箱中进行保温干燥，得到所述钴酸镁纳米线前驱体；
6)将钴酸镁纳米线前驱体在400℃下煅烧1小时，得到钴酸镁纳米线；
7)称取0.95g钴酸镁纳米线，将其通过超声分散于乙醇溶液中，得到钴酸镁乙醇分散悬浮液；
8)称取0.3mmol三水锡酸钠和1mmol乙酸铵，将其溶解于钴酸镁乙醇分散悬浮液中，得到锡盐和含氮化合物的混合悬浮液；
9)将所述混合悬浮液装入水热釜中进行热处理，热处理的温度为180℃，热处理时间为5小时，将得到的沉淀物分别用去离子水和无水乙醇洗涤数次，然后放入真空干燥箱中进行保温干燥，温度为60℃，干燥时间为24小时，即可获得钴酸镁及氮掺杂二氧化锡复合材料，钴酸镁和氮掺杂二氧化锡材料质量比为95％:5％。
X-射线衍射分析(XRD)结果表明，其物相为钴酸镁和二氧化锡混合相；扫描电镜(SEM)分析表明，钴酸镁为纳米线形貌，平均直径为30nm，平均长度为200nm；透射电镜(TEM)照片结合能谱分析(EDS)表明，氮掺杂纳米二氧化锡材料的平均晶粒大小为2nm，生长在钴酸镁纳米线上，而氮元素均匀分布在二氧化锡颗粒中；光电子能谱分析(XPS)分析结构表明，氮掺杂总量为总原子比的0.1％；比表面积分析结果表明该钴酸镁和氮掺杂二氧化锡复合材料的比表面积为300m2/g。
将钴酸镁及氮掺杂二氧化锡复合材料粉体与导电碳黑、粘结剂PVDF(聚偏氟乙烯)按质量比8：1：1混合研磨均匀，然后加入适量溶剂NMP(N-甲基吡咯烷酮)，调匀成浆后均匀涂覆于铜箔上，100℃下真空烘干得到极片。以金属锂片为对极，1mol·L-1LiPF6/EC+DMC+EMC(体积比1：1：1)为电解液，聚丙烯材料为隔膜，在充满氩气的手套箱内组装成2025型扣式电池。采用LAND CT2001A电池测试系统，以恒定的电流密度进行充放电测试，充放电电压范围0.01～2.5V之间，充放电电流密度850mA·g-1。结果显示，该材料作为锂离子电池的正极时表现出优异的电化学性能，首次放电比容量达到1100mAh·g-1，100次充放电循环后放电比容量为920mAh·g-1。
实施例4
制备钴酸镁和氮掺杂二氧化锡复合材料(质量比为90％:10％)
1)称取一定量硝酸镁，将其溶解在三缩四乙二醇(体积百分比80％)、乙醇(体积百分比10％)和去离子水(体积百分比10％)的混合溶液中，配成镁离子浓度为0.5M的镁盐溶液；
2)称取硝酸钴，将其溶解在与步骤1)等量的三缩四乙二醇和去离子水的混合溶液中，配成钴离子摩尔浓度为1M的钴盐溶液；
3)将步骤1)得到的镁盐溶液缓慢滴加到步骤2)得到的钴盐溶液中，搅拌后得到硝酸镁和硝酸钴的混合溶液；
4)按尿素和金属盐离子的摩尔比为3：1的比例称取尿素，将其溶解在步骤3)得到的混合溶液中，并装入水热釜进行热处理，热处理条件为220℃，处理时间为0.5小时，得到沉淀物；
5)将步骤4)得到的沉淀物分别用去离子水和无水乙醇洗涤数次，然后放入真空干燥箱中进行保温干燥，得到所述钴酸镁纳米线前驱体；
6)将钴酸镁纳米线前驱体在400℃下煅烧1小时，得到钴酸镁纳米线；
7)称取0.9g钴酸镁纳米线，将其通过超声分散于乙醇溶液中，得到钴酸镁乙醇分散悬浮液；
8)称取0.6mmol三水锡酸钠和0.6mmol乙酸铵，将其溶解于钴酸镁乙醇分散悬浮液中，得到锡盐和含氮化合物的混合悬浮液；
9)将锡盐和含氮化合物的混合悬浮液装入水热釜中进行热处理，热处理的温度为180℃，热处理时间为5小时，将得到的沉淀物分别用去离子水和无水乙醇洗涤数次，然后放入真空干燥箱中进行保温干燥，温度为60℃，干燥时间为24小时，即获得钴酸镁及氮掺杂二氧化锡复合材料，其质量比为90％:10％。
XRD结果表明，钴酸镁及氮掺杂二氧化锡复合材料的物相为钴酸镁和二氧化锡混合相；扫描电镜(SEM)分析表明，钴酸镁为纳米线形貌，平均直径为40nm，平均长度为300nm；透射电镜(TEM)照片结合能谱分析(EDS)表明，氮掺杂纳米二氧化锡的平均晶粒大小为3nm，生长在钴酸镁纳米线上，而氮元素均匀分布在二氧化锡颗粒中；光电子能谱分析(XPS)分析结构表明，氮掺杂总量为总原子比的0.2％；比表面积分析结果表明该钴酸镁和氮掺杂二氧化锡复合材料的比表面积为250m2/g。
将钴酸镁及氮掺杂二氧化锡复合材料粉体与导电碳黑、粘结剂PVDF(聚偏氟乙烯)按质量比8：1：1混合研磨均匀，然后加入适量溶剂NMP(N-甲基吡咯烷酮)，调匀成浆后均匀涂覆于铜箔上，100℃下真空烘干得到极片。以金属锂片为对极，1mol·L-1LiPF6/EC+DMC+EMC(体积比1：1：1)为电解液，聚丙烯材料为隔膜，在充满氩气的手套箱内组装成2025型扣式电池。采用LAND CT2001A电池测试系统，以恒定的电流密度进行充放电测试，充放电电压范围0.01～2.5V之间，充放电电流密度850mA·g-1。结果显示，该材料作为锂离子电池的正极时表现出优异的电化学性能，首次放电比容量达到1050mAh·g-1，100次充放电循环后放电比容量为870mAh·g-1。
实施例5
制备钴酸镁和氮掺杂二氧化锡复合材料(质量比为90％:10％)
1)称取一定量硝酸镁，将其溶解在三缩四乙二醇(体积百分比80％)、乙醇(体积百分比10％)和去离子水(体积百分比10％)的混合溶液中，配成镁离子浓度为0.3M的镁盐溶液；
2)称取硝酸钴，将其溶解在与步骤1)等量的三缩四乙二醇和去离子水的混合溶液中，配成钴离子摩尔浓度为0.6M的钴盐溶液；
3)将镁盐溶液缓慢滴加到钴盐溶液中，搅拌后得到硝酸镁和硝酸钴的混合溶液；
4)按尿素和金属盐离子的摩尔比为3：1的比例称取适量尿素，将其溶解在步骤3)得到的混合溶液中，并装入水热釜进行热处理，热处理条件为220℃，处理时间为0.5小时，得到沉淀物；
5)将步骤4)得到的沉淀物分别用去离子水和无水乙醇洗涤数次，然后放入真空干燥箱中进行保温干燥，得到钴酸镁纳米线前驱体；
6)将钴酸镁纳米线前驱体在500℃下煅烧2小时，得到钴酸镁纳米线；
7)称取0.9g钴酸镁纳米线，将其通过超声分散于乙醇溶液中，得到钴酸镁乙醇分散悬浮液；
8)称取0.6mmol三水锡酸钾和0.6mmol乙酸铵，将其溶解于钴酸镁乙醇分散悬浮液中，得到锡盐和含氮化合物的混合悬浮液；
9)将锡盐和含氮化合物的混合悬浮液装入水热釜中进行热处理，热处理的温度为180℃，热处理时间为5小时，将得到的沉淀物分别用去离子水和无水乙醇洗涤数次，然后放入真空干燥箱中进行保温干燥，温度为60℃，干燥时间为24小时，即可获得钴酸镁及氮掺杂二氧化锡复合材料，其质量比为90％:10％。
X-射线衍射分析(XRD)结果表明，其物相为钴酸镁和二氧化锡混合相；扫描电镜(SEM)分析表明，钴酸镁为纳米线形貌，平均直径为45nm，平均长度为350nm；透射电镜(TEM)照片结合能谱分析(EDS)表明，氮掺杂纳米二氧化锡的平均晶粒大小为3nm，生长在钴酸镁纳米线上，而氮元素均匀分布在二氧化锡颗粒中；光电子能谱分析(XPS)分析结构表明，氮掺杂总量为总原子比的0.3％；比表面积分析结果表明该钴酸镁和氮掺杂二氧化锡复合材料的比表面积为280m2/g。
将钴酸镁及氮掺杂二氧化锡复合材料粉体与导电碳黑、粘结剂PVDF(聚偏氟乙烯)按质量比8：1：1混合研磨均匀，然后加入适量溶剂NMP(N-甲基吡咯烷酮)，调匀成浆后均匀涂覆于铜箔上，100℃下真空烘干得到极片。以金属锂片为对极，1mol·L-1LiPF6/EC+DMC+EMC(体积比1：1：1)为电解液，聚丙烯材料为隔膜，在充满氩气的手套箱内组装成2025型扣式电池。采用LAND CT2001A电池测试系统，以恒定的电流密度进行充放电测试，充放电电压范围0.01～2.5V之间，充放电电流密度850mA·g-1。结果显示，该材料作为锂离子电池的正极时表现出优异的电化学性能，首次放电比容量达到1000mAh·g-1，100次充放电循环后放电比容量为880mAh·g-1。
本发明通过构筑一维核壳结构钴酸镁及氮掺杂二氧化锡复合材料，可以实现钴酸镁和二氧化锡材料的优劣互补，获得高性能锂离子电池负极材料。一方面通过构筑一维钴酸镁纳米材料，可以获得定向的电子离子传导、强大的应力承受能力以及短的轴向电子离子传输路径；另一方面将氮掺杂二氧化锡原位生长在一维钴酸镁纳米材料上，可以改善二氧化锡的电子传输路径，同时抑制二氧化锡的团聚，减少锂离子脱嵌过程中的应力。

Claims (10)

1.一种钴酸镁及氮掺杂二氧化锡复合材料的制备方法，其特征在于：包括以下内容：
(1)称取镁盐，溶解于三缩四乙二醇、乙醇和去离子水的混合溶液中，配成浓度为0.1～1mol/L的镁盐溶液；
(2)称取钴盐，溶解于与(1)等体积的三缩四乙二醇和去离子水的混合溶液中，配成浓度为0.2～2mol/L的钴盐溶液；
(3)将镁盐溶液缓慢滴加到钴盐溶液中，搅拌得到镁盐和钴盐的混合溶液；
(4)称取尿素，溶解于镁盐和钴盐的混合溶液中，并进行热处理，得到沉淀物；将沉淀物分别用去离子水和无水乙醇洗涤，放入真空干燥箱中进行保温干燥，得到钴酸镁纳米线前驱体；所述尿素与镁、钴离子总和的摩尔比为3：1；
(5)将钴酸镁纳米线前驱体在400-600℃下煅烧1-2h，得到钴酸镁纳米线；
(6)将钴酸镁纳米线通过超声分散于乙醇溶液中，得到钴酸镁乙醇分散悬浮液；
(7)称取锡盐和含氮化合物，溶解于钴酸镁乙醇分散悬浮液中，得到混合悬浮液；
(8)将所述混合悬浮液装入水热釜中进行热处理，将得到的沉淀物分别用去离子水和无水乙醇洗涤，然后放入真空干燥箱中进行保温干燥，即得钴酸镁及氮掺杂二氧化锡复合材料。
2.如权利要求1所述的钴酸镁及氮掺杂二氧化锡复合材料的制备方法，其特征在于：
所述镁盐为硝酸镁、氯化镁中的一种或两种，所述钴盐为硝酸钴、氯化钴中的一种或两种；所述锡盐为三水锡酸钠、三水锡酸钾中的一种或两种；所述含氮化合物为甲酸铵、乙酸铵中的一种或两种。
3.如权利要求1所述的钴酸镁及氮掺杂二氧化锡复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，体积比三缩四乙二醇：乙醇：去离子水＝70～90：5～15：5～15。
4.如权利要求1所述的钴酸镁及氮掺杂二氧化锡复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)中，热处理的温度为120～220℃，处理时间为0.5～48h。
5.如权利要求1所述的钴酸镁及氮掺杂二氧化锡复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(7)中，锡盐和含氮化合物的摩尔比为1:1～1:4。
6.如权利要求1所述的钴酸镁及氮掺杂二氧化锡复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(8)中，热处理的温度为120～180℃，处理时间为5～24h，保温干燥的温度为60～80℃，干燥时间为10～24h。
7.一种钴酸镁及氮掺杂二氧化锡复合材料，其特征在于：包括80-95重量份的钴酸镁和20-5重量份的氮掺杂二氧化锡材料；
所述钴酸镁为纳米线，直径为30-50nm，长度200-500nm；
所述氮掺杂二氧化锡材料的晶粒大小为1-5nm，生长在钴酸镁纳米线上。
8.如权利要求7所述的钴酸镁及氮掺杂二氧化锡复合材料，其特征在于：氮掺杂总量为钴酸镁及氮掺杂二氧化锡复合材料的总原子比的0.1％-0.5％。
9.如权利要求7所述的钴酸镁及氮掺杂二氧化锡复合材料，其特征在于：所述钴酸镁及氮掺杂二氧化锡复合材料的比表面积为150～300m2/g。
10.一种如权利要求7所述的钴酸镁及氮掺杂二氧化锡复合材料的用途，其特征在于：钴酸镁及氮掺杂二氧化锡复合材料用于锂离子电池的负极材料。
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