[發明專利]應用于鋰離子電池負極的Si/TiO2/Ti2O3復合碳納米纖維及其制備方法在審
| 申請號： | 201910645399.1 | 申請日： | 2019-07-17 |
| 公開（公告）號： | CN110518198A | 公開（公告）日： | 2019-11-29 |
| 發明（設計）人： | 胡毅;程鐘靈;邢宇聲 | 申請（專利權）人： | 浙江理工大學 |
| 主分類號： | H01M4/36 | 分類號： | H01M4/36;H01M4/38;H01M4/485;H01M4/62;H01M10/0525 |
| 代理公司： | 33304 杭州永航聯科專利代理有限公司 | 代理人： | 侯蘭玉<國際申請>=<國際公布>=<進入 |
| 地址： | 310018 浙江省杭州市*** | 國省代碼： | 浙江;33 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 鋰離子電池負極 納米纖維 器件材料 復合碳 儲能 制備 二氧化鈦納米顆粒 制備技術領域 電化學性能 電子擴散 二氧化鈦 高溫碳化 混合粉末 混合納米 靜電紡絲 劇烈攪拌 球磨混合 體積膨脹 復合材料 紡絲液 鋰離子 均一 應用 電池 緩解 | ||
1.一種應用于鋰離子電池負極的Si/TiO2/Ti2O3復合碳納米纖維的制備方法，其特征在于該方法包括以下步驟：
（1）Si/TiO2混合納米粉末的制備：硅納米顆粒與二氧化鈦納米顆粒以質量比1：1-5混合，置于球磨罐中加入適量溶劑濕磨，得到混合納米粉末；
（2）紡絲液配置：將步驟（1）得到的Si/TiO2混合納米粉末與聚丙烯腈（PAN）混合，該混合物溶于N,N-二甲基甲酰胺（DMF），充分攪拌后得到均勻的紡絲液；
（3）Si/TiO2復合納米纖維膜制備：將步驟（2）得到的紡絲液通過靜電紡絲或離心紡絲制成復合納米纖維膜；
（4）Si/TiO2/Ti2O3復合碳納米纖維膜（STTC）制備：將步驟（3）所獲得的復合納米纖維膜在250-280℃溫度范圍內預氧化，再在600-1000℃的溫度范圍內進行高溫碳化，制得Si/TiO2/Ti2O3復合碳納米纖維膜（STTC）。
2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：步驟（1）中的硅納米顆粒與二氧化鈦納米顆粒的質量比為1：1-3。
3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：步驟（1）中的溶劑選自乙醇或去離子水，球磨時間3-5小時。
4.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：步驟（2）中Si/TiO2混合納米粉末與聚丙烯腈（PAN）的質量比為1：2-6，紡絲液中PAN的質量濃度為8-15%。
5. 根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：步驟（3）中采用靜電紡絲時，靜電紡絲電壓為15-18 kV，接收距離10-15 cm，空氣濕度 5%。
6. 根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：步驟（4）中復合納米纖維膜在250-280℃溫度范圍內預氧化的時間為150±10 min。
7.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：步驟（4）中高溫碳化的升溫速率2℃/min，溫度為800℃，時間為3h。
8.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：步驟（4）中的碳化保護氣氛為氬氣、氮氣或氫氣中的一種或幾種的混合，氣體流速為20-100sccm。
9.一種應用于鋰離子電池負極的Si/TiO2/Ti2O3復合碳納米纖維，該復合材料是由權利要求1所述的制備方法制備而成。
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