[发明专利]一种微纳结构的锂离子电池碳复合五氧化二铌材料的制备方法

摘要

本发明公开一种微纳结构的锂离子电池碳复合五氧化二铌材料的制备方法，包括以下步骤：在含铌的水溶液中加入表面活性剂、可溶性碳源和碱性缓释沉淀剂；将上述溶液转移至反应釜中进行水热反应；反应完成后冷却，对沉淀物进行分离和水洗，经真空冷冻干燥后得到具有微纳结构的碳复合五氧化二铌材料。本发明采用含铌水溶液为铌源，加入可溶性碳源后通过水热法制备出碳复合五氧化二铌粉体，具有微纳结构、形貌可控、导电性良好的优点；制备工艺简单，适合工业化生产；纳米尺度的材料能提供扩散距离短的优势，而且碳复合的微米结构能提升材料电导率以及容纳缓解纳米材料在锂离子脱嵌中体积变化，从而具有比容量高、循环性能好、倍率性能优异等优点。

主权项

1.一种微纳结构的锂离子电池碳复合五氧化二铌材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）在含铌的水溶液中加入表面活性剂、可溶性碳源和碱性缓释沉淀剂，所述步骤（1）中的含铌水溶液中铌元素的摩尔浓度为0.05‑0.5摩尔/升，所述步骤（1）中的表面活性剂为十二烷基磺酸钠、十二烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基溴化铵、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇中的至少一种，其浓度为0.5‑50克/升，所述步骤（1）中的可溶性碳源为葡萄糖、蔗糖、可溶性淀粉、聚乙二醇、聚乙烯醇中的至少一种，其浓度为2‑100克/升，所述步骤（1）中的碱性缓释沉淀剂为碳酸铵、碳酸氢铵、尿素、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、碳酸氢钾、醋酸钠和醋酸钾中的至少一种，其浓度为0.1‑1摩尔/升；（2）将上述溶液转移至反应釜中进行水热反应，所述步骤（2）中的水热反应的温度为160‑240℃、时间为12‑96小时；（3）反应完成后冷却，对沉淀物进行分离和水洗，经真空冷冻干燥后得到具有微纳结构的碳复合五氧化二铌材料，所述步骤（3）中的水洗是指对经分离后的碳复合五氧化二铌材料水洗至流出液的pH值为中性为止，所述步骤（3）中的真空冷冻干燥条件为温度不高于‑10℃、真空度不高于20帕。