[發(fā)明專(zhuān)利]C@TiO2

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910082855.6
• 申請(qǐng)日: 2019-01-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109817931B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-11-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 穆潔塵;陳金;張麗鵬;張鐵柱;葛文慶;張小杰;張君楠
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 山東理工大學(xué);山東威能環(huán)保電源科技股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01M4/36
• 分類(lèi)號(hào): H01M4/36;H01M4/485;H01M4/587;H01M10/0525
• 代理公司: 淄博啟智達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 37280
• 代理人: 任永哲;王燕

本發(fā)明屬于鋰離子電池材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種C@TiO₂@生物質(zhì)碳復(fù)合負(fù)極材料的制備方法。稱(chēng)取油菜花粉置于硫酸溶液中，水浴條件下反應(yīng)后，水洗至中性，干燥得到花粉碳；稱(chēng)取花粉碳和葡萄糖，轉(zhuǎn)移至含有無(wú)水乙醇的容器中，超聲處理，然后向其中滴加TiCl₄溶液，攪拌至混合均勻；將混合均勻的溶液轉(zhuǎn)移至聚四氟乙烯反應(yīng)釜中反應(yīng)，得到C@TiO₂@生物質(zhì)碳復(fù)合負(fù)極材料前驅(qū)體，煅燒得到C@TiO₂@生物質(zhì)碳復(fù)合負(fù)極材料。本發(fā)明C@TiO₂@生物質(zhì)碳復(fù)合材料作為鋰離子電池負(fù)極材料不僅具有良好的導(dǎo)電性，而且可以在充放電循環(huán)過(guò)程中保持良好的性貌。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鋰離子電池材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種C@TiO₂@生物質(zhì)碳復(fù)合負(fù)極材料的制備方法。

背景技術(shù)

隨著人類(lèi)社會(huì)的飛速發(fā)展，人民生活水平的迅速提高，煤、石油及天然氣等不可再生資源的大量消耗，傳統(tǒng)能源供應(yīng)日漸枯竭，同時(shí)由這些不可再生資源的使用引發(fā)的全球變暖以及生態(tài)惡化等問(wèn)題日益嚴(yán)重。能源匱乏和環(huán)境問(wèn)題已成為阻礙人類(lèi)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的兩大障礙。為了能夠擁有綠色的地球，清潔可再生能源的開(kāi)發(fā)和利用已成為當(dāng)今世界的重要研究課題和技術(shù)領(lǐng)域之一。盡管設(shè)計(jì)了各種各樣的可再生能源技術(shù)如風(fēng)能和太陽(yáng)能，但由于能源供應(yīng)不穩(wěn)定性和天氣變化導(dǎo)致的不可預(yù)知性，其并沒(méi)有得到廣泛的應(yīng)用。鋰離子電池被認(rèn)為是最重要的能源存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)換技術(shù)，它具有能量密度高、功率密度高和循環(huán)壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，已被廣泛應(yīng)用于便攜式電子設(shè)備、通訊設(shè)備、靜態(tài)儲(chǔ)能系統(tǒng)和龐大的電動(dòng)車(chē)市場(chǎng)。

在常見(jiàn)的負(fù)極材料中，二氧化鈦(TiO₂)因具有良好的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、較高的嵌鋰效率、可快速充放電的能力、廉價(jià)易得、安全無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)成為一種非常有應(yīng)用前景的鋰離子電池負(fù)極材料。但TiO₂本身是半導(dǎo)體材料，具有較低的電子電導(dǎo)率(10^-12-10^-7S cm^-1)，這非常不利于電子的傳輸進(jìn)而影響其電化學(xué)性能，因此，目前對(duì)TiO₂材料的改性方法主要集中在制備小顆粒、納米尺寸的材料以縮短鋰離子的遷移路徑，以及將TiO₂與導(dǎo)電性好的材料進(jìn)行復(fù)合以提高材料的導(dǎo)電性，進(jìn)而提高其比容量和循環(huán)壽命。

目前，TiO₂還沒(méi)有在鋰離子電池中得到廣泛應(yīng)用，主要是由于其較低的電子導(dǎo)電性 (10^-12-10^-7S cm^-1)所限制。當(dāng)鋰離子嵌入TiO₂的內(nèi)層晶格后，在TiO₂表面難以形成有效的電場(chǎng)，所以鋰離子無(wú)法有效地脫出。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種C@TiO₂@生物質(zhì)碳復(fù)合負(fù)極材料的制備方法，科學(xué)合理、簡(jiǎn)單易行，制備的C@TiO₂@生物質(zhì)碳復(fù)合負(fù)極材料結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、導(dǎo)電性能良好。

本發(fā)明所述的C@TiO₂@生物質(zhì)碳復(fù)合負(fù)極材料的制備方法，步驟如下：

(1)制備花粉碳

稱(chēng)取油菜花粉置于硫酸溶液中，水浴條件下反應(yīng)后，水洗至中性，干燥得到花粉碳；

(2)制備C@TiO₂@生物質(zhì)碳復(fù)合負(fù)極材料

稱(chēng)取花粉碳和葡萄糖，轉(zhuǎn)移至含有無(wú)水乙醇的容器中，超聲處理，然后向其中滴加TiCl₄溶液，攪拌至混合均勻；

將混合均勻的溶液轉(zhuǎn)移至聚四氟乙烯反應(yīng)釜，并移至均相反應(yīng)器中反應(yīng)，降至室溫，經(jīng)清洗，離心，得到C@TiO₂@生物質(zhì)碳復(fù)合負(fù)極材料前驅(qū)體；