The invention relates to a method for preparing titanium dioxide sheet material containing a trivalent titanium defect. The synthesis was carried out by means of solvothermal method, using butyl alcohol, butyl titanate four, hydrofluoric acid and graphene oxide as raw materials. In the process of synthesis, hydrofluoric acid as surfactant, can promote trivalent titanium defect and lamellar structure formation; graphene oxide as additives, improved the conductivity of the prepared materials, further promote the formation of trivalent titanium defects; at the same time, we used freeze drying technology of material drying, can keep the original the structure does not collapse, loose structure, large specific surface area. Therefore, the materials used for lithium ion battery cathode, compared with commercial TiO2 P25, our materials are lamellar and rich in trivalent titanium defects is larger than the surface area, is not only beneficial to improve the electronic transmission speed, but also conducive to promoting the rapid deintercalation of lithium ion, improve the rate performance of lithium ion batteries and reversible capacity.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于纳米材料
,特别涉及一种富含三价钛缺陷的二氧化钛纳米材料的制备方法,该材料可作为锂离子电池负极材料。
技术介绍
TiO2作为锂离子电池负极材料,其理论容量与传统石墨电极相当,反应前后的体积变化不明显(约为3%),可提高锂离子电池安全性能和循环寿命;再次,TiO2具有较高的嵌锂电位(1.7Vvs.Li+/Li),可避免因SEI膜形成时活性物质和电解质的消耗,减少了不可逆容量损失;最后,TiO2化学性质很稳定、无毒、无环境污染。但是,TiO2的导电性较差,使得活性材料与电解液间的界面电阻较大。为了提升其导电性,我们在制备过程中加入了一定量的氢氟酸作为表面活性剂和少量的氧化石墨烯作为添加剂,制备出的二氧化钛为富含三价钛缺陷的超薄纳米片层黑色二氧化钛。目前已报道的制备含有三价钛缺陷的二氧化钛的方法主要有化学气相沉积,高能激光、电子或氩离子轰击。这些方法一般都高能耗、多步骤、合成条件苛刻或设备昂贵,而我们使用的溶剂热法相对简单而且易于控制。专利1(CN105126796A,公布日2015年12月9日)也公开了使用溶剂热法合成含有三价钛缺陷的二氧化钛的制备方法,但是,我们所公开的制备方法的最大的优势为我们使用了氧化石墨烯作为添加剂,最终得到的有利效果是显著提高了三价钛缺陷的含量,同时氧化石墨烯作为成核位点,缩短了合成时间;而且,相比于专利1,我们使用了冷冻干燥技术,既确保了材料结构不会因为干燥而坍塌,又使得材料疏松多孔,更有利于锂离子的快速脱嵌。
技术实现思路
本专利技术的目的是制备一种富含三价钛缺陷的二氧化钛片层材料,该材料可以应用于锂离子电池负极 ...
【技术保护点】
以钛酸四丁酯为钛源,正丙醇为溶剂,氢氟酸为表面活性剂,氧化石墨烯作为添加剂,通过溶剂热法合成了一种富含三价钛缺陷的二氧化钛材料,其特征在于:(1)钛酸四丁酯的用量为2~3 ml,正丙醇的用量为25~30 ml,氢氟酸的用量为0.8~1 ml,氧化石墨烯溶胶的用量为1~1.5 ml,最终要求所配制反应物中钛酸四丁酯的质量与氧化石墨烯的质量比保持为120 : 1至150 : 1;(2)在使用溶剂热法进行合成时,反应温度为180~200℃,反应时间为6~24 h。
【技术特征摘要】
1.以钛酸四丁酯为钛源,正丙醇为溶剂,氢氟酸为表面活性剂,氧化石墨烯作为添加剂,通过溶剂热法合成了一种富含三价钛缺陷的二氧化钛材料,其特征在于:(1)钛酸四丁酯的用量为2~3ml,正丙醇的用量为25~30ml,氢氟酸的用量为0.8~1ml,氧化石墨烯溶胶的用量为1~1.5ml,最终要求...
【专利技术属性】
技术研发人员:李美成,吴高翔,宋歌,陈杰威,郭彦焦,曹如水,
申请(专利权)人:华北电力大学,
类型:发明
国别省市:北京;11
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