内源异质结阳极材料及其制备方法、负极和锂离子电池技术

本发明专利技术公开了一种内源异质结阳极材料及其制备方法、负极和锂离子电池，该内源异质结阳极材料包括石墨烯基底以及粘附在石墨烯基底上的具有由FeTiO<subgt;3</subgt;和Fe<subgt;2</subgt;TiO<subgt;5</subgt;构成的内源异质结的多层纳米片状结构。其制备方法为：在含有交联剂、氧化石墨烯和三维网络结构的FeTiO<subgt;3</subgt;前驱体的溶液中滴加碱性溶液，静止陈化后干燥，然后将干燥产物还原烧结。创新的利用GO中的含氧官能团和还原气氛，通过氧化还原协同作用诱发相变，巧妙地构建了FeTiO<subgt;3</subgt;@Fe<subgt;2</subgt;TiO<subgt;5</subgt;内源异质结，由于异质结界面的电荷分布差异，产生的内建电池促进了电子载流子的迁移，提高了材料电导，加速了储锂反应动力学，使其具有优良的电化学性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及锂电池，具体而言，涉及一种内源异质结阳极材料及其制备方法、负极和锂离子电池。

技术介绍

1、锂离子电池（lithium-ion batteries，libs）的问世打破了传统的储能方式，在便携式电子设备和电动汽车储能设备等方面得到了广泛应用。阳极材料作为锂离子电池的关键组成部分，直接影响锂电池的性能，阳极材料的研究在锂离子电池的应用和发展上具有重要意义。目前常见的商业石墨阳极理论容量低(372mah/g)，严重影响了锂离子电池发展。而其他高容量阳极材料(如fe2o3、co3o4、znmn2o4等)存在不可逆的体积膨胀问题，导致其循环性能差，这些都限制了它们在锂离子电池中的应用。

2、过渡金属钛酸盐同时兼具了嵌入式和转化式储锂的模式，既具有较高的能量密度、放电电位合适和循环稳定好的特点，又能减小体积膨胀，在锂离子电池阳极材料方面得到广泛关注。钛酸亚铁(fetio3)作为过渡金属钛酸盐(tmts)结合了tio2和过渡金属氧化物的优点，并且由于资源丰富、环境友好、成本低引起了研究人员的关注。目前，人们认为fetio3电极主要有两种嵌锂机本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种内源异质结阳极材料，其特征在于，其包括石墨烯基底以及粘附在所述石墨烯基底上的多层纳米片状结构，所述多层纳米片状结构包括由FeTiO3和Fe2TiO5构成的内源异质结。

2.根据权利要求1所述的内源异质结阳极材料，其特征在于，所述内源异质结阳极材料在100mA/g的电流密度下，初始电化学容量高于1150mAh/g，100次循环后容量高于850mAh/g。

3.一种如权利要求1或2所述的内源异质结阳极材料的制备方法，其特征在于，其包括：在含有交联剂、氧化石墨烯和三维网络结构的FeTiO3前驱体的前驱体溶液中滴加碱性溶液，以形成凝胶，静止陈化后干燥，然后将干燥产...

【技术特征摘要】

1.一种内源异质结阳极材料，其特征在于，其包括石墨烯基底以及粘附在所述石墨烯基底上的多层纳米片状结构，所述多层纳米片状结构包括由fetio3和fe2tio5构成的内源异质结。

2.根据权利要求1所述的内源异质结阳极材料，其特征在于，所述内源异质结阳极材料在100ma/g的电流密度下，初始电化学容量高于1150mah/g，100次循环后容量高于850mah/g。

3.一种如权利要求1或2所述的内源异质结阳极材料的制备方法，其特征在于，其包括：在含有交联剂、氧化石墨烯和三维网络结构的fetio3前驱体的前驱体溶液中滴加碱性溶液，以形成凝胶，静止陈化后干燥，然后将干燥产物还原烧结形成fetio3和fe2tio5构成的内源异质结。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述交联剂、所述氧化石墨烯和所述fetio3前驱体的质量比为0.4~0.8：0.02~0.06：10~18；

5.根据权利要求3所述的制备方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓欢，陈洋，原志鹏，
申请(专利权)人：内蒙古工业大学，
类型：发明
国别省市：