[發明專利]一種鈦酸鋰-碳納米纖維柔性無紡布及其制備方法與應用

在審

• 申請號: 201711476716.9
• 申請日: 2017-12-29
• 公開（公告）號: CN108183222A
• 公開（公告）日: 2018-06-19
• 發明（設計）人: 周東山;萬遠鑫;徐曉茜;左晨;宋海媚;王立杰;薛奇;王曉亮;江偉;陳葳;季青
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/485;H01M4/583;H01M10/0525;H01M4/02
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 楊曉莉

1.一種鈦酸鋰-碳納米纖維柔性無紡布的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)取鈦源分散液，加入鋰源，超聲后攪拌，得到第一混合液；

(2)將步驟(1)得到的第一混合液在100-180℃下水熱反應4-24小時，然后冷卻至室溫；

(3)將步驟(2)冷卻后的水熱反應產物水洗、烘干，得到鈦酸鋰前驅體納米顆粒；

(4)取步驟(3)所得鈦酸鋰前驅體納米顆粒分散在二甲基甲酰胺中，超聲得到第二混合液；

(5)向步驟(4)所得第二混合液中加入聚丙烯腈，攪拌得第三混合液；

(6)將步驟(5)所得第三混合液加入注射器，進行靜電紡絲，得到鈦酸鋰前驅體-聚丙烯腈無紡布；

(7)取步驟(6)得到的鈦酸鋰前驅體-聚丙烯腈無紡布高溫煅燒得到鈦酸鋰-碳納米纖維柔性無紡布。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，所述鈦源分散液濃度為0.5-3mol/L。

3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，所述鈦源為偏鈦酸、鈦白粉或者氫氧化鈦其中的一種或幾種；所述鋰源為氫氧化鋰、乙酸鋰、硝酸鋰、碳酸鋰、氯化鋰中的一種或幾種。

4.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，所述Li:Ti摩爾比＝0.8-1:1。

5.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(4)中，所述鈦酸鋰前驅體納米顆粒與二甲基甲酰胺的質量比為0.5-1:4；所述超聲是指在20-60KHz的頻率范圍內處理0.5-2小時。

6.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(5)中，所述聚丙烯腈與二甲基甲酰胺的質量比為0.125-0.2:1；所述攪拌是指在25-60℃下攪拌6-24小時。

7.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(6)中，靜電紡絲時的接收板為鋁板，接收板與針筒注射器的距離為12-18cm，靜電紡絲的電壓為10-16kV。

8.權利要求1-7中任一制備方法制備所得鈦酸鋰-碳納米纖維柔性無紡布。

9.根據權利要求8所述鈦酸鋰-碳納米纖維柔性無紡布，其特征在于，碳纖維直徑為300-500nm，所述鈦酸鋰-碳納米纖維柔性無紡布中鈦酸鋰的占比達到60％以上。

10.權利要求8所述鈦酸鋰-碳納米纖維柔性無紡布作為鋰離子電池負極極片的應用。