碳布/碳纤维阵列负载钛铌氧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碳布/碳纤维阵列负载钛铌氧复合材料及其制备方法和作为锂离子电池负极材料的应用，该方法包括：利用电泳沉积技术在碳布上沉积碳纳米纤维，得到碳布/碳纳米纤维(CC/CFs)阵列；再将碳布/碳纳米纤维阵列置于溶液中进行溶剂热反应，之后进行洗涤、干燥和热处理，得到CC/CFs@Ti2Nb10O29阵列材料(即碳布/碳纤维阵列负载钛铌氧复合材料)。本发明专利技术CC/CFs@Ti2Nb10O29复合材料作为锂离子电池负极材料时具有有高倍率性能、高功率密度和高循环稳定性特点，使其在移动通讯、交通动力、新能源储能、航天军工等领域的应用成为可能。

【技术实现步骤摘要】
碳布/碳纤维阵列负载钛铌氧复合材料及其制备方法和应用
本专利技术涉及锂离子电池负极材料领域，具体涉及一种碳布/碳纤维阵列负载钛铌氧复合材料及其制备方法和作为锂离子电池负极材料的应用。
技术介绍
目前随着全球机电产业的蓬勃发展，锂离子电池市场需求日益增长，但是市面上广泛应用的锂离子电池负极材料难以同时满足容量高，导电性良好，安全稳定的要求，普遍存在充放电效率低下、大功率放电稳定性差等问题。铌酸钛化合物凭借较高的理论容量，较高的工作电位以及循环稳定性良好等优点而成为研究热点。在铌酸钛化合物中，Ti2Nb10O29因其更高的理论比容量(396mAhg-1)以及嵌锂电位(约1.65V)合适而更受关注。但是Ti2Nb10O29本征低的电子/离子电导率严重限制了其电化学性能的提升。针对以上问题，国内外研究人员普遍采用纳米化、构建纳米复合结构、导电层包覆和掺杂来改善其电化学性能。利用碳布/碳纤维三维网络导电作为基底负载Ti2Nb10O29，这种基底改善了电极材料和电解液间的接触关系，提高了材料中电子传导速率，减小了离子传输路径，有效地提高了Ti2Nb10O29的倍率性能和循环稳定性，使得该材料有希本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种碳布/碳纤维阵列负载钛铌氧复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)利用电泳沉积技术在碳布上沉积碳纳米纤维，得到碳布/碳纳米纤维阵列；(2)将碳布碳纳米纤维阵列烘干，以碳纳米纤维层作为生长基底，利用钛酸异丙酯和五氯化铌作为前驱体进行溶剂热反应，之后进行洗涤、干燥和热处理，得到碳布/碳纤维阵列负载钛铌氧复合材料。

【技术特征摘要】
1.一种碳布/碳纤维阵列负载钛铌氧复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)利用电泳沉积技术在碳布上沉积碳纳米纤维，得到碳布/碳纳米纤维阵列；(2)将碳布碳纳米纤维阵列烘干，以碳纳米纤维层作为生长基底，利用钛酸异丙酯和五氯化铌作为前驱体进行溶剂热反应，之后进行洗涤、干燥和热处理，得到碳布/碳纤维阵列负载钛铌氧复合材料。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，利用电泳沉积技术在碳布上沉积碳纳米纤维，得到碳布/碳纳米纤维(CC/CFs)阵列，具体包括：将碳纳米纤维与电荷添加剂加入有机溶剂中，进行分散处理，获得碳纳米纤维电泳溶液；以碳布基底作为阴极，铂片为阳极并将阴极和阳极置于碳纳米纤维电泳溶液中，在电泳直流电压的作用下，在阴极碳布上沉积碳纳米纤维，得到碳布/碳纳米纤维阵列。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述的电荷添加剂为Mg(NO3)2、MgSO4、MgCl2、AlCl3、Al(NO3...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏新辉，邓盛珏，汤雨霖，涂江平，王秀丽，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33