[发明专利]一种A位复合离子钙钛矿型铁电体燃料陶瓷纳米粉体材料制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种A位复合离子钙钛矿型铁电体燃料陶瓷纳米粉体材料制备方法及其应用，将氢氧化钠溶于去离子水中，待其冷却得到溶液A；在溶液A中先后加入钛源、铋源和锂源，使其充分搅拌均匀溶解在溶液中，将搅拌均匀的混合溶液分别转移到反应釜中，密封好后将反应釜放入烘箱中反应，通过反应得到掺杂的钛酸铋钠粉体；将掺杂钛酸铋钠粉体静置，然后通过离心使其达到中性为止，得到粉体；将粉体在烘箱里干燥制备成A位复合离子钙钛矿型铁电体燃料陶瓷纳米粉体材料，本发明材料成本低廉，制备工艺简单，通过简单的水热合成方法，克服高温制备技术的晶形转变、分解、挥发等弊端。

技术领域

本发明属于电池材料技术领域，具体涉及一种A位复合离子钙钛矿型铁电体燃料陶瓷纳米粉体材料制备方法及其应用。

背景技术

随着电网建设的迅速扩大，普通电车的广泛使用，离子型的电池成为了发展电池行业的热门话题，锂离子电池带领离子型电池走上了高潮，但由于锂离子电池的一次性缺点，让它已经无法满足人们日益增长的需求，而钠离子电池原料产品低廉，分布广泛，可以快速的充放电，可以沿用现有的生产工艺。如今钠离子掺杂的陶瓷材料也成为了发展的热点。

对于钠离子电池负极材料而言，要根据材料类别和储钠机理不同进行针对性的改善。在目前来看，硬碳和软碳材料技术相对成熟，但材料比容量偏低，可通过微观结构调控和元素掺杂提高放电比容量，预期可以较快应用于钠离子电池产品。合金化反应机理的非碳负极材料放电比容量高，但存在循环性能差的问题，可通过纳米化、合金化、表面包覆等方法，提高其循环稳定性和首次效率。另外，更高比容量的合金材料有望通过与硬碳材料复合实现综合性能上的提升。而脱嵌机理的化合物，虽然体积比能量低，但结构非常稳定，可应用于长寿命要求的领域。毫无疑问，在未来钠离子电池的研发过程中，探索适合工业化生产的高性能钠离子电池负极材料将是一个十分重要的工作。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种A位复合离子钙钛矿型铁电体燃料陶瓷纳米粉体材料制备方法及其应用，该材料成本低廉，制备工艺简单，通过简单的水热合成，克服某些高温制备不可克服的晶形转变、分解、挥发等弊端。

本发明采用以下技术方案：

一种A位复合离子钙钛矿型铁电体燃料陶瓷纳米粉体材料制备方法，包括以下步骤：

S1、将氢氧化钠溶解于去离子水中，待其冷却得到溶液A；

S2、将步骤S1所得溶液A依次加入钛源、铋源和锂源，搅拌得到呈透明状的混合溶液；

S3、将步骤S2中混合溶液转移到反应釜中，密封后放入烘箱中反应得到掺杂的钛酸铋钠粉体；

S4、将步骤S3中得到的掺杂钛酸铋钠粉体静置，然后通过离心处理使其达到中性为止，得到粉体；

S5、将步骤S4得到的粉体在烘箱中干燥处理制得A位复合离子钙钛矿型铁电体燃料陶瓷纳米粉体材料。

具体的，步骤S1中，氢氧化钠与去离子水的摩尔比为(11～12):14。

进一步的，氢氧化钠为片状或块状结构。

具体的，步骤S2的混合溶液中，氢氧化钠与钛源、铋源和锂源的摩尔比分别为(73～79)：(10～11)；(73～79)：8；(73～79)：(2～1)。

具体的，步骤S2中，钛源、铋源和锂源的摩尔比为1：2：(2～1)。

进一步的，铋源为硝酸铋、钛源为钛酸四丁酯、锂源为硝酸鋰。

具体的，步骤S3中，反应时间为12～24小时，反应温度为160～200℃。

具体的，步骤S4中，离心处理速度为500～700转/min。