[发明专利]一种溶剂热制备Zn0.5

说明书

本发明公开一种溶剂热制备Zn_0.5Ti₂(PO₄)₃/C纳米片花负极材料的方法。以丙酮和无水乙醇为混合溶剂，先加入钛酸正丁酯，再依次加入去离子水、二水合乙酸锌、磷酸二氢氨、蔗糖和一水合柠檬酸，搅拌得到白色悬浊液，然后进行水热反应，离心所得沉淀物干燥后得到前驱体，再对前驱体进行煅烧，即得到Zn_0.5Ti₂(PO₄)₃/C纳米片花负极材料。本发明制备工艺简单、操作方便，所得Zn_0.5Ti₂(PO₄)₃/C具有纳米片花的特定形貌，是一种新颖、简单的电池负极材料，具有大的比表面积，并具有优异的电化学性能。

技术领域

本发明涉及钾离子负极材料，具体涉及一种溶剂热制备Zn_0.5Ti₂(PO₄)₃纳米片花负极材料的方法。

背景技术

在当代世界能源危机和生态环境危机的大背景下，全世界科学家都正在积极探索新型能源来代替即将消耗殆尽的化石能源，并在水能、风能、潮汐能和太阳能等方面取得了显著的成果并得到实际应用。而在电化学领域，锂离子电池由于工作比容量高、本身重量轻和循环寿命长等优点的发展得到了学术界的认同，并已经大量的投入了使用，成为目前市面主流的电池。但是，锂离子电池的大量应用则需要对锂资源的大量供应，而锂资源在全世界储量较小，仅占地壳含量的0.0065％左右，且在世界的分布并不均匀。钾离子作为锂离子同主族元素，具有相似的物理化学性质，更重要的是，钾资源的储量非常丰富，越来越多的科学研究已经将目光投向钾离子电池。

NASICON(NAtrium Super Ionic CONductor)材料由于具有环境友好，结构稳定和循环性能较好等优点，被广泛认为是合适制备电池电极的材料之一。其中，钛基材料由于具有较低的充放电平台和安全无毒等特征，成为了一种常见的负极材料。但是，NASICON材料较低的充放电比容量限制了它的应用，寻找到新型钛基材料或者对其进行掺杂和包覆等操作是目前提高比容量的几种有效的方法。

溶剂热法作为一种常见的制备新型材料的方法，具有方法简单，合成高效并且可操作性高等特点，得到许多科研人员的青睐。本发明依靠溶剂热法的基本原理合成了碳包覆的片状Zn_0.5Ti₂(PO₄)₃/C，表现出优异的电化学性能，对于合成新型的钛基负极材料具有重要的指导意义。

发明内容

本发明目的在于针对现阶段NASICON钛基负极材料电化学性能差，合成方法复杂等问题，提供了一种简单的溶剂热制备Zn_0.5Ti₂(PO₄)₃/C纳米片花负极材料的方法。

本发明的技术方案为：

一种溶剂热制备Zn_0.5Ti₂(PO₄)₃/C纳米片花负极材料的方法，包括如下步骤：

(1)将丙酮和无水乙醇均匀混合，经磁力搅拌得到混合均匀的溶剂，再在剧烈搅拌下逐滴加入钛酸正丁酯，经剧烈搅拌后，再依次加入去离子水、二水合乙酸锌、磷酸二氢氨、蔗糖和一水合柠檬酸；

(2)继续进行磁力搅拌，得到白色悬浊液；

(3)将步骤(2)所得白色悬浊液转移至高压反应釜中，于160～200℃下反应10～14小时，自然冷却至室温；