[发明专利]一种传感、光电或锂离子电池用的复合材料及其制备方法

说明书

本公开涉及一种应用在传感、光电或锂离子电池上的复合材料及其制备方法，该方法包括：首先制备设定粒径的球形二氧化硅；然后制备设定壳层厚度的二氧化钛包覆二氧化硅的球形颗粒；再将所述的球形颗粒与间苯二酚、乙醇、水、氨水、甲醛混合，经搅拌后，产物进行分离、洗涤，干燥，研磨后，煅烧，得到球形二氧化硅/二氧化钛/碳复合材料；最后将球形二氧化硅/二氧化钛/碳复合材料与氢氧化钠溶液混合进行刻蚀，反应后的产物进行分离、洗涤，干燥，研磨后得到蛋黄壳形貌二氧化硅/二氧化钛/碳复合材料。

技术领域

本公开属于传感、光电或锂离子电池技术领域，具体涉及一种应用在传感、光电或锂离子电池上的复合材料及其制备方法。

背景技术

这里的陈述仅提供与本公开有关的背景信息，而不必然构成现有技术。

近年来，二氧化硅由于其丰富的容量、低的放电电位以及能够储存大量的锂离子而受到越来越多的关注。已有文献报道了二氧化硅纳米粒子在0.0～1.0V(vs Li/Li⁺)的电位范围内与锂离子反应，可逆容量为400mAh g^-1。此外，不同形貌的二氧化硅作为锂离子电池的负极材料被研究，如纳米片、纳米管、纳米盒等，并且二氧化硅与其他材料的复合材料也得到了积极的研究。

二氧化钛在～1.7V(vs Li/Li⁺)下具有良好的放电电位，可避免电解质的分解和锂金属枝晶的形成，具有良好的循环稳定性和低成本的安全性，被认为是石墨的另一种替代物。二氧化钛在充放电过程中具有较高的电导率(10^-5～10^-2S cm^-1)，且在充放电过程中具有较低的体积膨胀，较长的循环寿命和较好的耐久性，推动了二氧化钛电极材料作为高性能储能器件的研究。但是二氧化钛材料的主要的挑战是的理论容量相对较低(1206F/g)，这限制了其进一步的实际应用，这是因为二氧化钛的电子带隙较宽(～3.2eV)，其高电阻率将导致电荷储存装置的内部电阻较强。人们一直致力于通过引入氧空位、掺杂原子或结合碳材料来修饰二氧化钛，从而有效地提高导电率。尽管如此，迄今为止报道的二氧化钛基电极材料，仍未达到高性能储能装置的标志。其中一种可能的方法是设计新颖的纳米结构。

近年来，不同形貌的二氧化硅/二氧化钛/碳复合材料被相继报道，比如纳米球、纳米片和纳米带等形貌，但关于蛋黄壳形貌二氧化硅/二氧化钛/碳复合材料的报道极为少见。