[发明专利]一种二氧化钛(B)负极材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及负极材料领域技术，尤其是指一种二氧化钛(B)负极材料及其制备方法。

背景技术

二氧化钛由于其在光催化、光解水、传感器、染料敏化太阳能电池和锂离子电池等领域具有广阔的应用前景，已经成为材料领域研究的热点。常见的二氧化钛主要包括四种晶相 ：锐钛相、金红石相、板钛矿相和TiO2(B) 相。在所有的晶相中，TiO2(B) 型二氧化钛属于单斜晶系，结构最为疏松，具有较大的层间距以及较小的密度，有利于锂离子的嵌入和脱除，因而在锂离子电池方面的应用具有潜在的优越性能。

在很大程度上，TiO2(B) 的尺寸、形貌和晶体的生长方向都会影响其在锂离子电池中的应用。比如，纳米尺寸和交叉网络可以缩短锂离子及电子的传输距离，小尺寸的TiO2(B) 能够扩大电极与电解液的接触面积，减小电流密度，降低电池内阻，提高电池性能。

然而，目前二氧化钛（B）负极材料普遍存在工艺复杂、循环性能与倍率充放电性能不好等问题，因此，开发一种工艺简单、循环性能与倍率充放电性能好、首次充放电效率高、制备成本低廉的二氧化钛（B）负极材料制备方法是所属领域的技术难题。

发明内容

有鉴于此，本发明针对现有技术存在之缺失，其主要目的是提供一种二氧化钛(B)负极材料及其制备方法，其能有效解决现有之二氧化钛（B）工艺复杂、循环性能与倍率充放电性能不好等问题。

为实现上述目的，本发明采用如下之技术方案：

一种二氧化钛(B)负极材料，由下列重量份的原料制成 ：二氧化钛 200～350、石墨 150～200、锂源 155～175、掺杂剂 15～25、碳源 40～45、离子液体 50～65。

作为一种优选方案，所述石墨为天然石墨、人造石墨中的至少一种。

作为一种优选方案，所述离子液体为N-甲基丁基吡咯烷双三氟甲磺酰亚胺盐、N-甲基丁基哌啶双三氟甲磺酰亚胺盐、1-乙基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐、1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、三甲基丙铵双三氟甲磺酰亚胺盐及 1-己基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐中的至少一种。

一种二氧化钛(B)负极材料的制备方法，：包括有以下步骤：

（1）分散：二氧化钛、石墨、锂源、掺杂剂、碳源分散于溶剂中，超声2～3h，得到混合浆料，溶剂为乙醇；

（2）研磨：将混合浆料使用砂磨机研磨2～3 h，研磨速度为1500～2500 r/min；

（3）干燥：将研磨过的混合浆料使用喷雾干燥机干燥成粉，喷雾干燥进风温度为150～300 ℃，出风温度为100～150 ℃，恒流泵转度 50～100 r/min；

（4）包裹：将离子液体以及步骤（3）所得的物料，加入到高速搅拌机中，使用转速500～5000 r/min进行分散2～4h；

（5）烧结：将步骤（4）所得的物料置于气氛保护炉中进行烧结，以 12～25℃ /min 的升温速率升至600～1000℃并保温 10～18 小时即可。

作为一种优选方案，所述气氛保护炉中使用的保护气氛选自氦气、氮气、氩气、二氧化碳中的至少一种。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，具体而言，由上述技术方案可知：

通过采用本发明的配方和制备方法，使得制备出来之负极材料的导电性能和机械性能得到了很大的提升，由于导电性能和机械性能的提升，作为锂离子电池负极材料时，循环性能与倍率充放电性能、首次充放电效率都得到很大的提升；并且，本发明制备方法工艺简单，生产成本较低，制备过程简单易行。

为更清楚地阐述本发明的结构特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对本发明进行详细说明。

附图说明

图1是本发明的制备流程示意图。

具体实施方式

请参照图1所示，其显示出了本发明之一种二氧化钛(B)负极材料机器制备方法：

一种二氧化钛(B)负极材料，由下列重量份的原料制成 ：二氧化钛 200～350、石墨 150～200、锂源 155～175、掺杂剂 15～25、碳源 40～45、离子液体 50～65。所述石墨为天然石墨、人造石墨中的至少一种。所述离子液体为N-甲基丁基吡咯烷双三氟甲磺酰亚胺盐、N-甲基丁基哌啶双三氟甲磺酰亚胺盐、1-乙基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐、1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、三甲基丙铵双三氟甲磺酰亚胺盐及 1-己基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐中的至少一种。

一种二氧化钛(B)负极材料的制备方法，包括有以下步骤：