[发明专利]一种导电介孔纳米二氧化钛的制备方法

说明书

一种导电介孔纳米二氧化钛的制备方法，属于导电介孔材料的技术领域，包括以下步骤：A、将偏钛酸加脱盐水制浆，控制TiO₂浓度为350‑400g/L，加入碳酸铵溶液，搅拌，过滤、煅烧，粉碎至325目筛余小于0.1％，得煅烧二氧化钛粉；B、将煅烧二氧化钛粉加入脱盐水制浆，然后向其中加入硅酸钠溶液，控制浆料浓度TiO₂600‑700g/L，研磨分散至粒径小于0.5μm的粒子占97％；C、将上述步骤B分散后的浆料稀释至TiO₂350‑400g/L，升温至60‑70℃，加六偏磷酸钠，搅拌均匀，加硫酸锡溶液和硫酸锑溶液，熟化1‑2h，过滤、洗涤、干燥，粉碎至325目筛余小于0.01％，得到导电介孔纳米二氧化钛。本发明制备方法简单，可实现导电介孔纳米二氧化钛的工业化生产，工艺控制精度高。

技术领域

本发明属于导电介孔材料的技术领域，涉及用于锂电池的导电介孔纳米二氧化钛，具体涉及一种导电介孔纳米二氧化钛的制备方法。本发明制备方法简单，可实现导电介孔纳米二氧化钛的工业化生产，工艺控制精度高。

背景技术

随着经济发展和人口数量的增加，人类对能源的需求急剧扩大，不可再生化石能源逐渐减少，最终枯竭。同时带来严重的环境问题，清洁可再生能源，如太阳能、风能等利用是缓解能源危机的重要手段，可这些能源的连续性差，有效利用这些能源，必须借助储能器件，在众多储能器件中，锂离子电池以其优越性从上世纪70年代初就得到世界关注。上世纪90年代出现了商业二次锂离子电池。进入21世纪，锂离子电池得到快速发展，2005年全球锂电池需求量为8.2GWh，到2016年达到110.1GWh，平均增长率为26.63％，但是小型锂电池占比重大，2016年小型锂电池占总量的73.43％，而动力汽车和工业储能等大中型储电器占比不到1/3。锂电池的容量、充放电速度、安全性三个因素是制约锂电池大型化的主要原因。优良电极材料的获得是根本原因之一，尤其是负极材料。

TiO₂具有开放的晶体结构，钛离子灵活的电子结构，使得TiO₂可接受外来离子的电子，并为嵌入的锂离子提供空位。TiO₂嵌锂电位比碳高，约为1.75V，可解决锂在负极产生枝晶的问题；在有机电解液中的溶解度较小，嵌脱锂过程中的结构变化小，可避免嵌脱锂过程中材料体积变化引起的结构破坏，提高了材料的循环性能和使用寿命。

TiO₂作为锂电池负极材料理论容量为310mAh/g，稳定性和安全性较好，但是由于充电时负极TiO₂存在Ti⁴⁺获得电子变成Ti³⁺，Li⁺与Ti₂O₃生成LiTiO₂为不可逆反应，导致TiO₂不可逆容量高，放电倍率不高。因此解决上述问题是目前迫切追求的。

发明内容

本发明为解决上述问题，提供了一种导电介孔纳米二氧化钛的制备方法，本制备方法工艺简单，清洁环保，通过工序的搭配和严格的控制，制备的TiO₂使用后可逆好。

本发明为实现其目的采用的技术方案是：

一种导电介孔纳米二氧化钛的制备方法，包括以下步骤：

A、将偏钛酸加脱盐水制浆，控制TiO₂浓度为350-400g/L，加入碳酸铵溶液，搅拌，过滤、煅烧，粉碎至325目筛余小于0.1％，得煅烧二氧化钛粉；控制此处的TiO₂浓度为350-400g/L是为了使盐处理剂充分吸附在偏钛酸颗粒表面或夹带在间隙之中，才能在煅烧时发挥最好的盐处理效果，偏钛酸浆料浓度过低，处理剂容易流失，降低实际被偏钛酸吸附的量，影响盐处理效果；偏钛酸浆料浓度过高，则添加剂不能在浆料里均匀分散，也会影响盐处理效果。