[發(fā)明專利]過渡族金屬/二氧化鈦多層膜、電極材料、電池及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110766999.0
• 申請日: 2021-07-07
• 公開（公告）號: CN113921697A
• 公開（公告）日: 2022-01-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李強;李洪森;張鳳玲;王凱;李召輝;夏清濤;張樂清;顧方超;吳玥穎;杜中玉
• 申請（專利權(quán)）人: 青島大學
• 主分類號: H01L43/10
• 分類號: H01L43/10;H01L43/12
• 代理公司: 長沙新裕知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 43210
• 代理人: 劉加

本申請實施例公開了一種過渡族金屬/二氧化鈦多層膜、電極材料、電池及方法，所述過渡族金屬/二氧化鈦多層膜包括過渡族金屬薄膜和二氧化鈦薄膜，所述過渡族金屬薄膜和二氧化鈦薄膜交替設(shè)置。本申請實施例提供的鐵碳復合材料基于空間電荷存儲的自旋電容效應(yīng)進行能量存儲，具有高能量密度，良好倍率性能和較好的循環(huán)穩(wěn)定性。

本申請要求于2020年7月9日提交中國專利局、申請?zhí)?02010656576.9、發(fā)明名稱為“一種納米復合材料及其制備方法、使用方法和器件”的中國專利申請的優(yōu)先權(quán)，其全部內(nèi)容通過引用結(jié)合在本申請中。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及電池材料技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種過渡族金屬/二氧化鈦多層膜、電極材料、電池及方法。

背景技術(shù)

離子電池是一種新型高效的化學電源，具有能量密度大、循環(huán)壽命長、工作電壓高、無記憶效應(yīng)、自放電小和工作溫度范圍寬等優(yōu)點，是當今各種便攜式電子產(chǎn)品的理想化學電源，也是未來電動汽車優(yōu)選動力電源，具有廣闊的應(yīng)用空間和經(jīng)濟價值。

離子電池通常由正極、負極和電解液組成。其中，電極材料是鋰離子電池的關(guān)鍵材料之一，其性能直接決定離子電池的性能。

因此，如何設(shè)計出性能更優(yōu)的電極材料為本領(lǐng)域亟待解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

本申請實施例中提供了一種過渡族金屬/二氧化鈦多層膜、電極材料、電池及方法，以利于解決現(xiàn)有技術(shù)中電極材料性能較差的問題。

第一方面，本申請實施例提供了一種過渡族金屬/二氧化鈦多層膜，包括：

過渡族金屬薄膜和二氧化鈦薄膜，所述過渡族金屬薄膜和二氧化鈦薄膜交替設(shè)置。

優(yōu)選地，所述過渡族金屬為以下元素中的一種或其組合：

鐵、鈷和鎳。

優(yōu)選地，所述二氧化鈦薄膜的厚度大于所述過渡族金屬薄膜的厚度。

優(yōu)選地，所述二氧化鈦薄膜的厚度為2.5-3.5nm，所述過渡族金屬薄膜的厚度為0.5-1.5nm。

優(yōu)選地，所述過渡族金屬薄膜的層數(shù)大于或等于1層，所述二氧化鈦薄膜的層數(shù)大于或等于1層。

優(yōu)選地，所述多層膜基于空間電荷進行能量存儲。

優(yōu)選地，所述多層膜用于磁性調(diào)控。

第二方面，本申請實施例提供了一種過渡族金屬/二氧化鈦多層膜的制備方法，包括：

采用磁控濺射法，交替生長過渡族金屬薄膜和二氧化鈦薄膜，獲得第一方面任一項所述的過渡族金屬/二氧化鈦多層膜。

第三方面，本申請實施例提供了一種電極材料，包括第一方面任一項所述的過渡族金屬/二氧化鈦多層膜。

第四方面，本申請實施例提供了一種離子電池，包括第三方面所述的電極材料。

本申請實施例提供的鐵碳復合材料基于空間電荷存儲的自旋電容效應(yīng)進行能量存儲，具有高能量密度，良好倍率性能和較好的循環(huán)穩(wěn)定性。

另外，采用磁控濺射法制備多層膜可以精確控制界面，最大化界面含量，有利于制備高容量的儲能器件。

附圖說明

為了更清楚地說明本申請實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本申請實施例提供的一種過渡族金屬/二氧化鈦多層膜材料在磁場為3T下的磁化曲線；

圖2為本申請實施例提供的一種離子電池充放電曲線；