[发明专利]一种静电纺丝制备Ti0.95

说明书

本发明涉及一种静电纺丝制备Ti_0.95Nb_0.95O₄‑C纳米纤维负极材料的方法。首先将N,N‑二甲基甲酰胺、无水乙醇、聚乙烯吡咯烷酮混合均匀后加入乙酸得到混合溶剂，然后加入钛酸丁酯和乙醇铌，搅拌至完全溶解得到橙色透明的静电纺丝前驱体溶液，转移至静电纺丝医用注射器中，开始在静电纺丝装置上纺丝，纺丝得到的纳米纤维用锡箔接收，之后将载有纳米纤维的锡箔基板先进行真空干燥，然后用刚玉方舟收集纳米纤维进行碳化处理，得Ti_0.95Nb_0.95O₄‑C纳米纤维负极材料。本发明所得Ti_0.95Nb_0.95O₄‑C纳米纤维直径比较均匀，约为100～200nm，具有优异的电化学性能。

技术领域

本发明涉及钠离子电池负极材料，具体涉及一种静电纺丝制备Ti_0.95Nb_0.95O₄-C纳米纤维负极材料的方法。

背景技术

能源是人类进步的阶梯，锂离子电池的发展已经获得学术界的认可，也在全球诸多领域有充分的应用，锂离子电池其本身是重量轻、放电比容量高、无记忆效应的储能材料，当前已经在汽车行业、可穿戴设备等领域有了切实的应用。但是能源危机的现实问题使得锂离子的发展受到局限，未来大约20年内全球的锂储备将直接告急。至此研究出新的电池非常重要。钠离子作为与锂离子同周期的元素，嵌锂机制和嵌钠机制的类似，加上全球钠储存丰富，这使得我们研究钠离子电池具有非常现实的意义和理论的基础。

钛基材料作为新型电池负极材料之一，结构的多样性和稳定性受到广泛的关注。相对来说钛基材料的研究主要集中在二氧化钛的锐钛矿结构和金红石结构，对其他的钛基材料研究较少。Ti_0.95Nb_0.95O₄作为二氧化钛衍生物，目前相关的研究较少，我们猜测其可能是结合了二氧化钛结构稳定的特点和氧化铌的高导电性特征的一种化合物，可能具有很好的电化学性能。

近年来，静电纺丝技术由于设备简单、制备过程易控引起了科研人员的广泛关注，被认为是制备纳米纤维最简单有效的方法之一。静电纺丝制备复合材料非常便捷，能够顺利制备出表面光滑的纳米纤维，在此基础上，空心结构的纳米纤维、束状纳米纤维都有相关的报道。相对比而言，静电纺丝制备的碳纤维是从高聚物形成，这种独特的结构能够使得纤维中的孔结构明显，将其运用在能源、环境、生物医学等表现均令人满意。因此，如果将静电纺丝技术引入Ti_0.95Nb_0.95O₄纳米纤维的制备中，则具有非常重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种静电纺丝制备Ti_0.95Nb_0.95O₄-C纳米纤维负极材料的方法。

本发明的技术方案为：

一种静电纺丝制备Ti_0.95Nb_0.95O₄-C纳米纤维负极材料的方法，包括如下步骤：

(1)先将N,N-二甲基甲酰胺、无水乙醇、聚乙烯吡咯烷酮混合均匀，再加入乙酸，得到混合溶剂，然后向混合溶剂中加入钛酸丁酯和乙醇铌，磁力搅拌至完全溶解后得到橙色透明的静电纺丝前驱体溶液；

(2)将步骤(1)所得前驱体溶液转移至静电纺丝用医用注射器中，开始在静电纺丝装置上纺丝，纺丝得到的纳米纤维用锡箔接收；

(3)对步骤(2)所得的载有纳米纤维的基板锡箔先进行干燥，然后进行碳化处理，得到产物Ti_0.95Nb_0.95O₄-C纳米纤维负极材料。