一种钛酸锂介孔单晶纳米颗粒/还原氧化石墨烯复合材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种钛酸锂介孔单晶纳米颗粒/还原氧化石墨烯复合材料及其制备方法和应用，所述介孔单晶纳米颗粒直径为30～60nm，介孔孔径分布为2～8nm。制备方法如下：将钛源和氧化石墨烯分别分散在乙醇溶剂中后混合，然后加入少许的去离子水和乙醇的混合溶液，100℃下回流制备得二氧化钛/氧化石墨烯复合材料，然后利用水热法还原氧化石墨烯，再将其与锂源进行水热锂化反应，最后在氩气气氛下进行热处理，即可得到钛酸锂介孔单晶纳米颗粒/还原氧化石墨烯复合材料。所制备的钛酸锂介孔单晶纳米颗粒具有丰富的电化学活性位，还原氧化石墨烯的引入有利于提高钛酸锂的电子导电率，在电化学测试中表现出良好的性能，有望在锂离子电池领域获得广泛的应用。

【技术实现步骤摘要】
一种钛酸锂介孔单晶纳米颗粒/还原氧化石墨烯复合材料及其制备方法和应用
本专利技术属于新能源材料领域，涉及一种锂离子电池负极材料及其制备方法和应用，具体地，所述锂离子电池负极材料涉及一种具有介孔单晶形貌的钛酸锂(Li4Ti5O12)/还原氧化石墨烯复合材料。
技术介绍
锂离子电池因其具有较大的能量密度和较长的循环寿命等优点，使其在便携式电子设备、电动汽车等领域占据着越来越重要的地位。然而随着科技的发展，人们对锂离子电池也提出了更高的要求。电极材料是锂离子电池需要解决的关键问题之一。目前商用锂离子电池负极材料主要是碳材料，但碳材料的工作电位较低(0.2V vs.Li/Li+)，在过充电的情况下，碳材料表面易形成锂枝晶从而引发安全问题。寻找更安全、倍率性能和循环性能更好的负极材料，已成为锂离子电池研究的焦点。近年来，尖晶石Li4Ti5O12作为锂离子电池新型负极材料日益受到重视。作为“零应变性”材料，具有优越的循环稳定性；而且它具有较高的嵌锂电位(1.55V vs.Li/Li+)而不易引起金属锂析出，安全性好。但纯相Li4Ti5O12导电性不佳，导致倍率性能不理想，成为限制其发展的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钛酸锂介孔单晶纳米颗粒/还原氧化石墨烯复合材料，其特征在于，所述复合材料具有如下结构：钛酸锂介孔单晶纳米颗粒负载在还原氧化石墨烯上；其中，钛酸锂介孔单晶纳米颗粒的直径为30～60nm，介孔孔径分布为2～8nm，重量百分含量为70～95％。

【技术特征摘要】
1.一种钛酸锂介孔单晶纳米颗粒/还原氧化石墨烯复合材料，其特征在于，所述复合材料具有如下结构:钛酸锂介孔单晶纳米颗粒负载在还原氧化石墨烯上；其中，钛酸锂介孔单晶纳米颗粒的直径为30?60nm，介孔孔径分布为2?8nm，重量百分含量为70?95%。2.一种钛酸锂介孔单晶纳米颗粒/还原氧化石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤: (1)制备氧化石墨烯； (2)将30?IOOmg步骤(I)得到的氧化石墨烯分散在200?500ml乙醇中，超声分散2?5h，得到分散液，将I?3g钛酸四丁酯与同质量的乙醇混合均匀后滴加到所述分散液中，搅拌20?60min,得到混合溶液； (3)将I?3g去离子水与同质量的乙醇混合均匀，加入步骤(2)所述的混合溶液，搅拌20?60min，在100°C下回流5?20h，冷却至室温，抽滤，用乙醇多次清洗并收集产物； (4)将步骤(3)的产物分散在100?200ml去离子水中，在120?200°C水热还原4?20h，离心洗涤冷冻干燥后收集产物； (5)将步骤(4)的产物与0.4?1.2mol/L的氢氧化锂溶液混合后，160?200°C水热锂化反应8?16h，离心洗涤干燥后收集产物； (6)将步骤(5)的产物在氩气气氛中于400?700°C下热处理2?...

【专利技术属性】
技术研发人员：江浩，李春忠，陈维纳，丁红梅，邓宗南，
申请(专利权)人：华东理工大学，
类型：发明
国别省市：上海;31