[发明专利]C@TiO2

说明书

本发明属于锂离子电池材料技术领域，具体涉及一种C@TiO₂@生物质碳复合负极材料的制备方法。称取油菜花粉置于硫酸溶液中，水浴条件下反应后，水洗至中性，干燥得到花粉碳；称取花粉碳和葡萄糖，转移至含有无水乙醇的容器中，超声处理，然后向其中滴加TiCl₄溶液，搅拌至混合均匀；将混合均匀的溶液转移至聚四氟乙烯反应釜中反应，得到C@TiO₂@生物质碳复合负极材料前驱体，煅烧得到C@TiO₂@生物质碳复合负极材料。本发明C@TiO₂@生物质碳复合材料作为锂离子电池负极材料不仅具有良好的导电性，而且可以在充放电循环过程中保持良好的性貌。

技术领域

本发明属于锂离子电池材料技术领域，具体涉及一种C@TiO₂@生物质碳复合负极材料的制备方法。

背景技术

随着人类社会的飞速发展，人民生活水平的迅速提高，煤、石油及天然气等不可再生资源的大量消耗，传统能源供应日渐枯竭，同时由这些不可再生资源的使用引发的全球变暖以及生态恶化等问题日益严重。能源匮乏和环境问题已成为阻碍人类社会可持续发展的两大障碍。为了能够拥有绿色的地球，清洁可再生能源的开发和利用已成为当今世界的重要研究课题和技术领域之一。尽管设计了各种各样的可再生能源技术如风能和太阳能，但由于能源供应不稳定性和天气变化导致的不可预知性，其并没有得到广泛的应用。锂离子电池被认为是最重要的能源存储和转换技术，它具有能量密度高、功率密度高和循环寿命长等优点，已被广泛应用于便携式电子设备、通讯设备、静态储能系统和庞大的电动车市场。

在常见的负极材料中，二氧化钛(TiO₂)因具有良好的结构稳定性、较高的嵌锂效率、可快速充放电的能力、廉价易得、安全无污染等优点，已经成为一种非常有应用前景的锂离子电池负极材料。但TiO₂本身是半导体材料，具有较低的电子电导率(10^-12-10^-7S cm^-1)，这非常不利于电子的传输进而影响其电化学性能，因此，目前对TiO₂材料的改性方法主要集中在制备小颗粒、纳米尺寸的材料以缩短锂离子的迁移路径，以及将TiO₂与导电性好的材料进行复合以提高材料的导电性，进而提高其比容量和循环寿命。

目前，TiO₂还没有在锂离子电池中得到广泛应用，主要是由于其较低的电子导电性 (10^-12-10^-7S cm^-1)所限制。当锂离子嵌入TiO₂的内层晶格后，在TiO₂表面难以形成有效的电场，所以锂离子无法有效地脱出。

发明内容

本发明的目的是提供一种C@TiO₂@生物质碳复合负极材料的制备方法，科学合理、简单易行，制备的C@TiO₂@生物质碳复合负极材料结构稳定、导电性能良好。

本发明所述的C@TiO₂@生物质碳复合负极材料的制备方法，步骤如下：

(1)制备花粉碳

称取油菜花粉置于硫酸溶液中，水浴条件下反应后，水洗至中性，干燥得到花粉碳；

(2)制备C@TiO₂@生物质碳复合负极材料

称取花粉碳和葡萄糖，转移至含有无水乙醇的容器中，超声处理，然后向其中滴加TiCl₄溶液，搅拌至混合均匀；

将混合均匀的溶液转移至聚四氟乙烯反应釜，并移至均相反应器中反应，降至室温，经清洗，离心，得到C@TiO₂@生物质碳复合负极材料前驱体；