[发明专利]过渡族金属/二氧化钛多层膜、电极材料、电池及方法

说明书

本申请实施例公开了一种过渡族金属/二氧化钛多层膜、电极材料、电池及方法，所述过渡族金属/二氧化钛多层膜包括过渡族金属薄膜和二氧化钛薄膜，所述过渡族金属薄膜和二氧化钛薄膜交替设置。本申请实施例提供的铁碳复合材料基于空间电荷存储的自旋电容效应进行能量存储，具有高能量密度，良好倍率性能和较好的循环稳定性。

本申请要求于2020年7月9日提交中国专利局、申请号202010656576.9、发明名称为“一种纳米复合材料及其制备方法、使用方法和器件”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。

技术领域

本申请涉及电池材料技术领域，特别是涉及一种过渡族金属/二氧化钛多层膜、电极材料、电池及方法。

背景技术

离子电池是一种新型高效的化学电源，具有能量密度大、循环寿命长、工作电压高、无记忆效应、自放电小和工作温度范围宽等优点，是当今各种便携式电子产品的理想化学电源，也是未来电动汽车优选动力电源，具有广阔的应用空间和经济价值。

离子电池通常由正极、负极和电解液组成。其中，电极材料是锂离子电池的关键材料之一，其性能直接决定离子电池的性能。

因此，如何设计出性能更优的电极材料为本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

本申请实施例中提供了一种过渡族金属/二氧化钛多层膜、电极材料、电池及方法，以利于解决现有技术中电极材料性能较差的问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种过渡族金属/二氧化钛多层膜，包括：

过渡族金属薄膜和二氧化钛薄膜，所述过渡族金属薄膜和二氧化钛薄膜交替设置。

优选地，所述过渡族金属为以下元素中的一种或其组合：

铁、钴和镍。

优选地，所述二氧化钛薄膜的厚度大于所述过渡族金属薄膜的厚度。

优选地，所述二氧化钛薄膜的厚度为2.5-3.5nm，所述过渡族金属薄膜的厚度为0.5-1.5nm。

优选地，所述过渡族金属薄膜的层数大于或等于1层，所述二氧化钛薄膜的层数大于或等于1层。

优选地，所述多层膜基于空间电荷进行能量存储。

优选地，所述多层膜用于磁性调控。

第二方面，本申请实施例提供了一种过渡族金属/二氧化钛多层膜的制备方法，包括：

采用磁控溅射法，交替生长过渡族金属薄膜和二氧化钛薄膜，获得第一方面任一项所述的过渡族金属/二氧化钛多层膜。

第三方面，本申请实施例提供了一种电极材料，包括第一方面任一项所述的过渡族金属/二氧化钛多层膜。

第四方面，本申请实施例提供了一种离子电池，包括第三方面所述的电极材料。

本申请实施例提供的铁碳复合材料基于空间电荷存储的自旋电容效应进行能量存储，具有高能量密度，良好倍率性能和较好的循环稳定性。

另外，采用磁控溅射法制备多层膜可以精确控制界面，最大化界面含量，有利于制备高容量的储能器件。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种过渡族金属/二氧化钛多层膜材料在磁场为3T下的磁化曲线；

图2为本申请实施例提供的一种离子电池充放电曲线；