【技术实现步骤摘要】
二氧化钛@石墨烯@二氧化钛负极材料的制备方法及产品和应用
[0001]本专利技术涉及一种锂离子电池负极材料的
,具体为一种二氧化钛@石墨烯@二氧化钛负极材料的制备方法及其产品和应用。
技术介绍
[0002]随着社会的发展,锂离子电池备受关注。锂离子电池是目前世界上最为理想的可充电电池,它不仅具有能量密度大、循环寿命长、无记忆效应及污染小等优点。随着技术的进步,锂离子电池将广泛应用于电动汽车、航空航天及生物医药等领域,因此,研究与开发动力用锂离子电池及相关材料具有重大的意义。对于动力用锂离子电池而言,其关键是提高功率密度和能量密度,而功率密度和能量密度提高的根本是电极材料,特别是负极材料的改善。
[0003]自上世纪90年代初,日本的科技工作者开发出了层状结构的碳材料,碳材料是最早为人们所研究并应用于锂离子电池商品化的材料,至今仍是大家关注和研究的重点之一,但是碳负极材料存在一些缺陷:电池化成时,与电解液反应形成SEI膜,导致电解液的消耗和较低的首次库伦效率;电池过充时,可能会在碳电极表面析出金属锂,形成锂枝晶造成短路,导致温度升高,电池爆炸;另外,锂离子在碳材料中的扩散系数较小,导致电池不能实现大电流充放电,从而限制了锂离子电池的应用范围。
[0004]二氧化钛@石墨烯@二氧化钛材料作为锂离子电池负极材料,通过三明治结构,具有较高的Li+储存容量。该材料被认为是一种具有前途的锂离子电池负极材料。
[0005]本专利技术提供一种二氧化钛@石墨烯@二氧化钛负极材料的制备方法,石墨烯能够提高材 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种二氧化钛@石墨烯@二氧化钛负极材料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤,第一步:将二氧化钛加入到有机锂盐中的有机烃溶液中磁力搅拌2~3 h,所述的二氧化钛和有机锂盐的摩尔量比为1:2,得到混合液;第二步:在室温惰性氩气气氛保护条件下,将上述混合液搅拌5~8天后,用有机烃溶剂洗涤并且在减压条件下干燥,得LiTiO2;第三步:将LiTiO2加入去离子水中,超声2~3 h,得层剥离的LiTiO2;第四步:按质量比为1:5将CTAB完全溶解到去离子水中,将其与层剥离的LiTiO2充分混合并超声2~3 h,形成层剥离的LiTiO2‑
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溶液;第五步:向上述LiTiO2‑
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溶液中加入20 mL质量浓度为0.7~1 g/L氧化石墨烯(GO)的分散溶液,继续超声2~3 h,形成LiTiO2‑
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GO溶液;第六步:将3~5 mmol还原剂加入上述LiTiO2‑
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GO溶液中,转入反应釜160~180 ℃反应6~8 h,得到的沉淀物经过滤、用去离子水和乙醇洗涤后,通过冷冻干燥18~24 h得到二氧化钛@石墨烯@二氧化钛负极材料。2.根据权利要求1所述的一种二氧化钛@石墨烯@二氧化钛负极材料的制备方法,其特征在于,第一步中,所述有机锂盐是正丁基锂、乳酸锂或异戊基锂中的一种或其组合;有机烃是正戊烷、异丙烷或正丁烷中的一种或其组合。3.根据权利要求1所述的一种二氧化钛@石墨烯@二氧化钛负极材料的制备方法,其特征在于,第六步中,所述还原剂为抗坏血酸或者硼氢化钠的中一种或其组合。4.根据权利要求1至3任一项所述的一种二氧化钛@石墨烯@二氧化钛负极材料的制备方法,其特征在于,按如下步骤制备:第一步:将二氧化钛加入到有机锂盐正丁基锂中的有机烃正丁烷溶液中磁力搅拌2h,所述的二氧化钛和正丁基锂的摩尔量比为1:2,得到混合液;第二步:在室温惰性氩气气氛保护条件下,将上述混合液搅拌5天后,用正丁烷溶剂洗涤并且在减压条件下干燥,得LiTiO2;第三步:将LiTiO2加入去离子水中,超声2h,得层剥离的LiTiO2;第四步:按质量比为1:5将CTAB完全溶解到去离子水中,将其与层剥离的LiTiO2充分混合并超声2 h,形成层剥离的LiTiO2‑
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溶液中加入20 mL质量浓度为0.7 g/L氧化石墨烯(GO)的分散溶液,继续超声2~3 h,形成LiTiO2‑
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GO溶液;第六步:将3 mmol还原剂抗坏血酸加入上述LiTiO2‑
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GO溶液中,转入反应釜160℃反应8 h,得到的沉淀物经过滤、用去离子水和乙醇洗涤...
【专利技术属性】
技术研发人员:崔大祥,吴晓燕,林琳,王敬锋,陈超,
申请(专利权)人:上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司,
类型:发明
国别省市:
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