锂电池负极材料二氧化硅/二氧化钛复合气凝胶的制备制造技术

本发明专利技术涉及一种二氧化硅/二氧化钛气凝胶复合材料的制备方法，本发明专利技术还涉及二氧化硅/二氧化钛复合气凝胶在锂离子电池负极材料中的应用。所述的二氧化硅/二氧化钛复合气凝胶由二氧化硅和二氧化钛的纳米颗粒组成，及二氧化硅/二氧化钛的复合颗粒组成。所得的二氧化硅/二氧化钛复合气凝胶样品密度低，机械性能稳定，亲水性好。本发明专利技术制备工艺简单，成本低，适合实现工业化生产。用该材料做锂离子电池负极材料，具有比容量高、循环性能稳定的优点。复合气凝胶具有很高的孔隙率和很好的机械性能，缓解循环过程中电极材料的体积变化，解决了循环过程中颗粒团聚的问题，因而提高了电化学循环稳定性，是一种具有广阔应用前景的锂离子电池负极材料。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于新能源材料和电化学
，涉及一种二氧化硅/二氧化钛复合气凝胶的制备方法；以及二氧化硅/二氧化钛复合气凝胶的用途，即作为一种锂离子电池中的一种新型负极材料。
技术介绍
能源是人类生存和发展的重要物质基础，是从事各种经济活动的原动力，也是社会经济发展水平的重要标志。锂离子电池由于其容量高、能量密度大、造价低廉、循环寿命长、工作电压高等优点，成为当今最具潜力的能量储存体系之一，并已得到广泛运用。电极材料的性能直接决定了锂离子电池的性能，因此寻求高性能的电极材料意义重大。气凝胶是由超细微粒聚结构成的轻质多孔性纳米结构材料，其特有的纳米尺寸颗粒与纳米孔洞结构使它拥有许多独特的性质，二氧化硅气凝胶具有较高的孔洞率，孔洞的典型尺寸为1～100nm。气凝胶具有较好的机械性能，可以承受相当于自身质量几千倍的压力，因而其在耐高温隔热材料、高效高能电极、声阻抗藕合材料气体吸附和分离膜、高效催化剂及其载体等方面有了广泛的用途。二氧化硅和二氧化钛具有比石墨负极更高的理论比容量，是本文档来自技高网...

【技术保护点】
锂电池负极材料二氧化硅/二氧化钛复合气凝胶的制备，其特征在于，该制备方法包括以下几个步骤：(1)将硅酯、钛酯和溶剂混合溶液（溶液A）和乙醇/水混合溶液（溶液B）搅拌下混合均匀，并通过盐酸调节PH值得到完全澄清透明的前驱体溶液C；(2) 将碱溶液缓慢滴加上述前驱体溶液C，并控制PH值得到二氧化硅/二氧化钛复合水溶胶；(3) 所得二氧化硅/二氧化钛复合水溶胶静置至生成凝胶，将凝胶在一定温度和溶剂下陈化，然后将样品进行超临界流体干燥，即得到二氧化硅/二氧化钛复合气凝胶；(4)首先按上述步骤(1)、(2)和(3)制备二氧化硅气凝胶，然后将二氧化硅气凝胶加入钛酯、乙醇和去离子水的混合溶液中，通过控制PH...

【技术特征摘要】
1.锂电池负极材料二氧化硅/二氧化钛复合气凝胶的制备，其特征在于，该制备方法包
括以下几个步骤：
(1)将硅酯、钛酯和溶剂混合溶液（溶液A）和乙醇/水混合溶液（溶液B）搅拌下混合均
匀，并通过盐酸调节PH值得到完全澄清透明的前驱体溶液C；
(2)将碱溶液缓慢滴加上述前驱体溶液C，并控制PH值得到二氧化硅/二氧化钛复合水
溶胶；
(3)所得二氧化硅/二氧化钛复合水溶胶静置至生成凝胶，将凝胶在一定温度和溶剂
下陈化，然后将样品进行超临界流体干燥，即得到二氧化硅/二氧化钛复合气凝胶；
(4)首先按上述步骤(1)、(2)和(3)制备二氧化硅气凝胶，然后将二氧化硅气凝胶加入
钛酯、乙醇和去离子水的混合溶液中，通过控制PH值调节钛酯水解的速度，使生成的二氧化
钛均匀沉积在二氧化硅气凝胶上形成二氧化硅/二氧化钛复合气凝胶。
2.二氧化硅/二氧化钛复合气凝胶在锂离子电池负极材料中的应用，其特征在于，用二
氧化硅/二氧化钛复合气凝胶作为锂离子电池研究电极材料，添加导电剂和粘结剂调浆涂
布，以锂片作为对电极，组装得到扣式电池。
3.根据权利要求1所述二氧化硅/二氧化钛复合气凝胶的制备方法，其特征在于，所述
步骤（1）中硅酯为正硅酸乙酯、偏硅酸丁酯、三甲基硅酯、三异丙基丙烯酸硅酯、其溶液的摩
尔浓度为0.63～1.18mol/L，（1）和（4）中钛酯为钛酸正丁酯、对钛酸二甲酯、偏钛酸丁酯、
钛酸丙酯、钛酸异丙酯，其溶液的摩尔浓度为0.57～1.28mol/L。
4.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：湘潭大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43