[发明专利]一种超晶格材料及其制备方法以及在锂硫电池隔膜改性中的应用

权利要求书

1.一种超晶格材料，其特征在于：所述超晶格材料为Ti_0.83Co_0.1O₂/rGO，它是采用厚度为1-2nm的Ti_0.83Co_0.1O₂纳米片与PDDA-rGO液相自组装而成。

2.根据权利要求1所述的一种超晶格材料，其特征在于：所述超晶格材料的比表面积为80-100m²/g。

3.根据权利要求1或2所述的一种超晶格材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)将碳酸钾、二氧化钛、碳酸锂、氧化钴研磨混合均匀，进行两次高温烧结得到混合碱金属钛酸盐；

(2)将所得混合碱金属钛酸盐在盐酸中搅拌、洗涤、过滤，即得质子化钛酸盐；

(3)将质子化钛酸盐中加入四丁基氢氧化铵和水，机械振荡分层、离心洗涤，沉淀再分散到水中、超声、再次离心，上清液冷冻干燥，即得Ti_0.83Co_0.1O₂纳米片；

(4)将Ti_0.83Co_0.1O₂纳米片与PDDA-rGO分散液通过液相絮凝组装、离心、冷冻干燥后得到前驱体，再将前驱体在氩气气氛中进行煅烧，冷却，即得Ti_0.83Co_0.1O₂/rGO超晶格材料。

4.根据权利要求3所述的一种超晶格材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中碳酸钾、二氧化钛、碳酸锂、氧化钴的摩尔比为0.4:(1.6-1.7):(0-0.1):(0.1-0.4)；第一次烧结温度为900℃，烧结时间为1h；第二次烧结温度为1000-1100℃，烧结时间为20h。

5.根据权利要求3所述的一种超晶格材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中盐酸的浓度是1mol/L，搅拌时间为3-5天。

6.根据权利要求3所述的一种超晶格材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中质子化钛酸盐与四丁基氢氧化铵的摩尔比为1:(1-5)；机械振荡转速为100-180r/min，时间为5-8天；离心转速为8000-10000r/min，时间为10-20min；超声处理时间为60-120min；再次离心转速为4000-6000r/min，时间为10-20min。

7.根据权利要求3所述的一种超晶格材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)中离心转速是8000r/min，时间是3min；冷冻干燥时间为5-7天，煅烧温度为600℃，时间为1h；煅烧的升温速率为1-5℃/min。

8.根据权利要求1所述的一种超晶格材料在锂硫电池隔膜改性中的应用。

9.根据权利要求8所述的一种超晶格材料在锂硫电池隔膜改性中的应用，其特征在于：所述应用是通过将Ti_0.83Co_0.1O₂/rGO超晶格材料分散在乙醇中进行超声处理，对超声处理所得产物以聚丙烯膜为滤膜进行抽滤、干燥，即可得到锂硫电池隔膜。

10.根据权利要求9所述的一种超晶格材料在锂硫电池隔膜改性中的应用，其特征在于：所述超晶格改性材料在聚丙烯膜上的面载量为0.079mg/cm²。