[發明專利]一種硫摻雜的K2 有效
| 申請號： | 202110474984.7 | 申請日： | 2021-04-29 |
| 公開（公告）號： | CN113184899B | 公開（公告）日： | 2022-08-30 |
| 發明（設計）人： | 畢見強;王靖宇;王偉禮;冷明哲;高希成;解祿霖;孟琳杰 | 申請（專利權）人： | 山東大學 |
| 主分類號： | C01G23/00 | 分類號： | C01G23/00;H01M4/485;H01M4/62;H01M10/054;B82Y30/00;B82Y40/00 |
| 代理公司： | 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221 | 代理人： | 李箏 |
| 地址： | 250061 山東*** | 國省代碼： | 山東;37 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 摻雜 base sub | ||
本發明屬于電化學材料技術領域，具體涉及一種硫摻雜的K2Ti6O13納米線、其制備方法及應用。鈦酸鹽材料作為電池負極材料具有良好的安全和穩定性，與此同時，其導電性能較差，無法滿足實際使用需求。針對K2Ti6O13較差的導電性所帶來的容量偏低問題，本發明提供了一種硫摻雜的K2Ti6O13納米線，通過硫摻雜技術可以降低帶隙能的寬度，增加K2Ti6O13納米線的導電性，從而增加K2Ti6O13的容量。本發明提供的方法包括水熱合成K2Ti6O13納米材料，并通過高溫煅燒硫脲與K2Ti6O13納米線進行硫摻雜，制備工藝簡單，易于推廣。
技術領域
本發明屬于電化學材料技術領域，具體涉及一種硫摻雜的K2Ti6O13納米線、其制備方法及其作為電池負極材料的應用。
背景技術
公開該背景技術部分的信息僅僅旨在增加對本發明的總體背景的理解，而不必然被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已經成為本領域一般技術人員所公知的現有技術。
自1971年Deschanvres等人報道了尖晶石型鈦酸鋰(Li4Ti5O12，LTO)的合成方法及晶體結構之后，本領域開發了其在電化學方面的應用。鈦酸鋰作為新型鋰離子電池的負極材料具有多項優異的性能，例如：鈦酸鋰材料在鋰離子的鑲嵌及脫嵌過程中晶體結構能夠保持高度的穩定性，晶格變化常數很小，被稱為“零應變”電池材料，作為鈦酸鋰電池負極材料能夠顯著的延長鈦酸鋰電池的循環壽命。與傳統碳負極材料相比，鈦酸鋰表面難以形成碳負極表面的固液層及鋰枝晶等，消除了鋰枝晶在電池內部造成短路的可能性，是目前安全性能最好的負極材料。
現有研究通過水熱法合成了Na2Ti6O13及K2Ti6O13超細納米線材料，并作為鈉離子電池負極材料對其電化學性能進行了測試，結果證明K2Ti6O13相比Na2Ti6O13具有更大的晶胞參數和更大的通道結構，而且超細納米線的生長方向與通道方向垂直，極大地縮短了鈉離子的擴散路徑，這種納米結構的設計和三維通道結構共同賦予了K2Ti6O13優異的電化學活性,使其表現出高比容量和優異的倍率性能。但是，發明人認為，將K2Ti6O13真正應用于鈦酸鹽類電池的負極材料進行應用，仍然存在許多缺陷，如比容量相比其他金屬基材料低；導電性能差，大電流放電極化比較嚴重，導電率低等。
發明內容
針對上述技術問題，本發明針對K2Ti6O13納米線作為鈦酸鹽電池負極材料的導電性能進行了研究，研究結果表明，通過硫摻雜的方式可以降低帶隙能的寬度，增加K2Ti6O13納米線的導電性，從而改善K2Ti6O13的比容問題，提高K2Ti6O13作為電池負極材料時的電化學性能。
針對上述技術效果，本發明提供以下技術方案：
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