[发明专利]一种一维青铜晶型二氧化钛纳米线/Ag的复合材料及其制备方法

说明书

本发明属于锂电子电池领域，具体涉及一种一维青铜晶型二氧化钛纳米线/Ag的复合材料及其制备方法，其中方法包括以下步骤：S10，制备前驱体产物钛酸纳米线/AgOH的复合材料；S20，制备前驱体产物纳米线钛酸/AgO的复合材料；S30，对所制得的前驱体产物纳米线钛酸/AgO的复合材料进行热处理，得到一维青铜晶型二氧化钛纳米线/Ag的复合材料。本发明的方法，反应所需温度不高，具有环境友好性，操作简便的优点，所需原料来源丰富，价格低廉，制得的材料结晶性好，尺寸均匀的线状材料相互交错，有利于锂离子的传输。

技术领域

本发明属于锂电子电池领域，具体涉及一种一维青铜晶型二氧化钛纳米线/Ag的复合材料及其制备方法。

背景技术

随着电动汽车与电动自行车的发展，对锂离子电池的循环性能，倍率性能以及容量的要求也越来越高。目前商用锂离子电池的负极材料主要为石墨，其理论比容量为372mAhg-1,但是较为一般的倍率性能制约了其在快速充电方面的应用，因此有必要研究更高性能的负极材料。青铜晶型二氧化钛自合成以来，就一直被寄予厚望来替代石墨作为锂离子电池负极材料。但较低比容量，使得它很难被单独使用，制备青铜晶型二氧化钛复合材料是解决其比容量较低的一条重要途径。

青铜晶型二氧化钛具有化学性质稳定、高孔隙率、高的比表面积等特点。因此，有很多制备纳米青铜晶型二氧化钛的文献，并显示出了良好电化学性能，但其制备过程复杂，对实验设备要求较高。通过硝酸银为原料与二氧化钛复合，结合Ag优良的导电性与青铜晶型二氧化钛纳米线在一维方向的优点以及其材料本身结构的稳定性，从而可以进一步提高青铜晶型二氧化钛材料的电子传输性能。因此，该种复合材料可以提升循环性能，倍率性能以及比容量。

现有的制备方法多数使用二氧化钛与石墨烯复合，但石墨烯价格昂贵，制备成本难以承受，如果在缩减较少成本的情况下自己制备石墨烯，会延长制备周期，相应的增加时间成本，并且成功率低。

针对以上的不足，本发明实施例采用硝酸银与锐钛矿为原料，通过水热法制备出一维青铜晶型二氧化钛纳米线/Ag的复合材料。较高温度较长时间的水热反应会形成形状规整的一维青铜晶型线状纳米二氧化钛，并且较少量的硝酸银附着于纳米线表面能极大的提升电子的传输效率从而提升材料的电化学性能。水热法本身的高反应活性，低的能量需求，相对无污染以及简单、易操作而被广泛采用。并且可以通过调节水热反应温度来调节最终产物的形貌，得到的纳米线具有较高的比表面积，能极大的发挥二氧化钛纳米线在一维上的优异性能。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种一维青铜晶型二氧化钛纳米线/Ag的复合材料及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：

一种一维青铜晶型二氧化钛纳米线/Ag的复合材料的制备方法，，包括以下步骤：

S10，制备前驱体产物钛酸纳米线/AgOH的复合材料；

S20，制备前驱体产物纳米线钛酸/AgO的复合材料；

S30，对所制得的前驱体产物纳米线钛酸/AgO的复合材料进行热处理，得到一维青铜晶型二氧化钛纳米线/Ag的复合材料。

优选地，S10包括如下步骤：

S101，配置一定浓度的NaOH溶液，

S102，称量一定质量的锐钛矿(TiO2)以及硝酸银(AgNO3)加入到NaOH溶液中并搅拌2～3小时得到混合溶液，将混合溶液倒入水热反应釜；

S103，在一定温度下反应一定时间，冷却至室温，从水热反应釜中取出反应物，得到前驱体产物钛酸纳米线/AgOH的复合材料。

优选地，S20包括如下步骤：