[发明专利]一种应用于锂电池负极的聚苯胺包覆Ti2

说明书

本发明涉及电极材料制备技术领域，具体公开了一种应用于锂电池负极的聚苯胺包覆Ti₂Nb₁₀O₂₉复合微球材料的制备方法。本发明以五氯化铌和钛酸异丙酯分别为铌源和钛源，通过溶剂热反应和脱水处理得到Ti₂Nb₁₀O₂₉微球材料，然后，将Ti₂Nb₁₀O₂₉微球材料加入到苯胺和十二烷基硫酸钠混合溶液中，超声分散后，加入含有过硫酸铵的盐酸，进行搅拌反应，得到聚苯胺包覆Ti₂Nb₁₀O₂₉复合微球电极材料。本发明的聚苯胺包覆Ti₂Nb₁₀O₂₉复合微球电极材料中聚苯胺包覆在Ti₂Nb₁₀O₂₉材料的表面，加快了电子在Ti₂Nb₁₀O₂₉微球材料之间的传导，从而减少了电子的传输时间，有效地提高嵌锂容量和倍率性能，将本发明制得的聚苯胺包覆Ti₂Nb₁₀O₂₉复合微球电极材料用做锂离子电池的负极材料，其容量密度至高可达272 mAh/g。

技术领域

本发明涉及电极材料制备技术领域，具体涉及一种应用于锂电池负极的聚苯胺包覆Ti₂Nb₁₀O₂₉复合微球材料的制备方法。

背景技术

在新能源技术兴起的今天，锂离子电池因其较高的能量密度、较好的循环使用性能以及绿色环保等优势，在笔记本电脑、计算机、移动电话、数码相机以及便携式医疗器件等领域得到广泛应用。此外，新能源汽车市场的迅猛发展也催生了对高比能锂离子电池的迫切需求。在锂离子电池的研究体系当中，制约其性能提高的因素主要是电极材料。而锂离子电池电极材料中正极材料对性能的影响幅度不大，相对而言，负极材料对锂电池整体体系的影响较大。在提高锂离子电池电化学性能上，除了对电极材料的改性之外，同样不能忽视电池产品是否安全，以及随着使用次数的增加循环性能下降是否严重等问题。因此，寻求一种高性能的、价格低廉的以及安全性能良好的锂离子电池负极材料是现今研究者们必须解决的问题。

近年来，钛铌氧化物在锂离子电池领域的研究与应用获得了日益广泛的关注。以Ti₂Nb₁₀O₂₉为例，其具有较高的理论比容量(较同电位的Li₄Ti₅O₁₂高100mAh/g左右)、较高的库伦效率(1C下首次库伦效率高达97％)以及较低的嵌锂电位，并且在充放电过程中不易产生SEI膜和锂枝晶，能够有效提高锂离子电池的循环性能、安全性能和使用寿命，是一种极具应用前景的新型锂电池负极材料。然而钛铌氧化物材料较差的导电性(包括电子导电性和离子导电性)，使其电化学性能受到很大限制。

发明内容

本发明旨在提出一种应用于锂电池负极的聚苯胺包覆Ti₂Nb₁₀O₂₉复合微球材料的制备方法，以解决现有钛铌氧化物材料导电性较差的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是按如下方案实现的：

一种应用于锂电池负极的聚苯胺包覆Ti₂Nb₁₀O₂₉复合微球材料的制备方法，包括以下步骤：

1)制备Ti₂Nb₁₀O₂₉微球：将五氯化铌溶于有机溶剂(例如无水乙醇、冰醋酸等)中，然后，向其中加入钛酸异丙酯，搅拌混合并进行溶剂热反应，待所述溶剂热反应结束后，过滤，洗涤，干燥，再在空气氛围下进行煅烧处理，得到Ti₂Nb₁₀O₂₉微球；