[发明专利]一种碳包覆Na2Li2Ti6O14纳米纤维及其制备方法

摘要

本发明公开了一种碳包覆Na₂Li₂Ti₆O₁₄纳米纤维及其制备方法，本发明将钠盐及钛盐溶于N,N‑二甲基甲酰胺，将锂盐溶于乙醇和冰醋酸混合溶剂中，然后将两种溶液混合，并加入高分子聚乙烯吡咯烷酮，搅拌使之形成澄清的溶液，将澄清的溶液在一定的电压、一定的体积流率以及一定的相对湿度下进行静电纺丝，将静电纺丝产品恒温干燥，然后高温烧结，即得相应的Na₂Li₂Ti₆O₁₄纳米纤维，然后进行碳包覆。本发明成功实现了碳包覆Na₂Li₂Ti₆O₁₄纳米纤维的制备，并将所制备的纳米纤维作为锂离子电池负极材料进行性能测试表征，结果显示该纳米纤维具有优异的物理化学性能，作为锂离子电池负极材料具有广阔的应用前景。在整个制备过程中，操作简单，原料成本低，设备投资少，适合批量生产。

主权项

1.一种碳包覆Na2Li2Ti6O14纳米纤维，其特征在于，所述碳包覆Na2Li2Ti6O14纳米纤维的制备方法包括以下步骤：1)将钠盐、钛盐溶于适量的N,N‑二甲基甲酰胺，形成溶液A；2)将锂盐溶于适量的无水乙醇和冰醋酸混合溶剂中，形成溶液B；3)将溶液A、B混合均匀后加入适量的高分子粘结剂，搅拌10h～24h，形成澄清的混合溶液，其中Na、Li与Ti元素的摩尔比为1:1:3，高分子粘结剂的浓度为0.010～0.020g/mL；4)将澄清的混合溶液在10～20kV电压和0.3～1.0mL/h流率下、相对湿度为50～70％的氛围下进行静电纺丝；5)将得到的静电纺丝产品置于60～90℃烘箱干燥6h～24h；6)将干燥后的静电纺丝产品转移到马弗炉中，在空气氛围下600～800℃烧结3h～8h，得到Na2Li2Ti6O14纳米纤维；7)将得到的Na2Li2Ti6O14纳米纤维与碳源分别放在两个刚玉瓷舟中，然后按前后顺序放在管式炉中，在N2氛围中500～650℃中烧结3～8h，N2从靠近放碳源的刚玉瓷舟端通入，流向放Na2Li2Ti6O14纳米纤维的刚玉瓷舟方向，通过N2的流动将碳源带到纳米纤维的表面，最后得到碳包覆Na2Li2Ti6O14纳米纤维；所述钠盐为Na+ CH3COO‑ 和Na2CO3中的一种或两种的组合物；所述锂盐为Li+ CH3COO‑ 和Li2CO3中的一种或两种的组合物；所述钛盐为钛酸四丁酯和钛酸异丙酯中的一种或两种的组合物；所述高分子粘结剂为聚乙烯吡咯烷酮；所述碳源为蔗糖、葡萄糖、纤维素的一种或几种的组合物。