[发明专利]一种铈钛氧簇/聚-3,4-乙烯二氧噻吩复合材料及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种铈钛氧簇/聚-3,4-乙烯二氧噻吩复合材料，其特征在于，所述的复合材料具体按如下方法制备：

(1)利用水热法制备含铈钛氧簇[Ti₈O₇(HOEt)(OEt)₂₁Ce]晶体：在聚四氟乙烯内胆中加入钛酸四乙酯、无水氯化铈以及无水乙醇，再将所述的聚四氟乙烯内胆放入水热反应釜中，在150℃反应72h，反应结束后，将所述的聚四氟乙烯内胆取出反应釜冷却至室温得到反应混合液，所得反应混合液在室温下缓慢挥发溶剂即可得到橘黄色的含铈钛氧簇[Ti₈O₇(HOEt)(OEt)₂₁Ce]晶体；所述的钛酸四乙酯与无水乙醇的体积比为1:2～7；所述无水氯化铈的加入量以钛酸四乙酯的体积计为0.5～2mmol/mL；

(2)利用原位聚合的方法制备含铈钛氧簇/聚-3,4-乙烯二氧噻吩复合材料：取步骤(1)所得含铈钛氧簇[Ti₈O₇(HOEt)(OEt)₂₁Ce]晶体和3,4-乙烯二氧噻吩，加入去离子水搅拌均匀后加入引发剂过硫酸铵，30℃下反应48～56h，反应结束后，所得反应混合物经后处理得到铈钛氧簇/聚-3,4-乙烯二氧噻吩复合材料；所述的铈钛氧簇[Ti₈O₇(HOEt)(OEt)₂₁Ce]晶体与3,4-乙烯二氧噻吩的质量比为1：5～9；所述的过硫酸铵与所述的3,4-乙烯二氧噻吩的物质的量之比为1～1.5：1。

2.如权利要求1所述的铈钛氧簇/聚-3,4-乙烯二氧噻吩复合材料，其特征在于：步骤(1)中，所述的冷却过程操作方法为：反应结束后，将所述的聚四氟乙烯内胆每隔一小时降低10℃，当温度降至60℃时自然冷却至室温。

3.如权利要求1所述的铈钛氧簇/聚-3,4-乙烯二氧噻吩复合材料，其特征在于：步骤(2)中，所述的去离子水的加入量以3,4-乙烯二氧噻吩的质量计为10～20mL/g。

4.如权利要求1所述的铈钛氧簇/聚-3,4-乙烯二氧噻吩复合材料，其特征在于：步骤(2)中，所述的反应混合物的后处理方法为：反应结束后，将所得反应混合物进行抽滤，将所得滤饼置于真空干燥箱内干燥处理24h得到铈钛氧簇/聚-3,4-乙烯二氧噻吩复合材料，放入干燥器中备用。

5.如权利要求1所述的铈钛氧簇/聚-3,4-乙烯二氧噻吩复合材料作为活性物质在制备锂电池负极材料中的应用。

6.如权利要求5所述的应用，其特征在于：所述的应用为：将所得铈钛氧簇/聚-3,4-乙烯二氧噻吩复合材料与导电剂、粘结剂充分混合均匀后，以N-甲基吡咯烷酮为溶剂，搅拌形成负极浆料，将所述的负极浆料均匀涂于拭净的铜箔上，压片、烘干，制得锂离子电池负极材料；所述的活性物质与导电剂、粘结剂的质量比为8：1：1；所述的粘结剂为聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚苯胺、聚吡咯或环氧树脂一种或两种及以上的混合物。

7.如权利要求6所述的应用，其特征在于：所述的导电剂为炭黑、石墨、石墨烯或乙炔黑中的一种或两种及以上的混合物。

8.如权利要求6所述的应用，其特征在于：所述负极浆料在铜箔上的涂布厚度为30μm～120μm。

9.如权利要求6所述的应用，其特征在于：所述的N-甲基吡咯烷酮的用量以活性物质的质量计为0.2mol/g。