[发明专利]一种锂离子电池负极用纳米TiO2(B)/碳复合纤维的制备方法和应用

摘要

本发明涉及一种锂离子电池负极用纳米TiO2(B)/碳复合纤维的制备方法和应用。首先，采用静电纺丝合成钛酸四丁酯/聚乙烯吡咯烷酮前驱体纤维；然后，将所述前驱体纤维烘干后在氮气或氩气保护下，于300～500℃下碳化；最后，将碳化后的产物进行水热处理得到所述纳米TiO2(B)/碳复合纤维。本发明的制备方法工艺简便，一步实现了二氧化钛与碳源的复合，后续实验中不需要再引入碳源，保证了产物的纯度，并节约了原料，生产成本较低。得到的纳米TiO2(B)/碳复合纤维用于锂离子电池负极材料展示了良好的循环性能，尤其在快速充放电速率下仍能保持较高的容量，循环效率高，容量下降缓慢，引入了碳，增大了电导率，减小了电阻。

主权项

一种锂离子电池负极用纳米TiO2(B)/碳复合纤维的制备方法，其特征在于，首先，采用静电纺丝合成钛酸四丁酯/聚乙烯吡咯烷酮前驱体纤维；然后，将所述前驱体纤维烘干后在氮气或氩气保护下，于300～500℃下碳化反应3～6h；最后，将碳化后的产物进行水热处理得到所述纳米TiO2(B)/碳复合纤维；所述静电纺丝合成钛酸四丁酯/聚乙烯吡咯烷酮前驱体纤维的方法如下：磁力搅拌条件下，将0.8～1.2g钛酸四丁酯、0.3～0.5g聚乙烯吡咯烷酮，溶于4～7mL乙醇、1～3mL乙酸和0.5～2mL N，N‑二甲基甲酰胺的混合溶液中，混合搅拌均匀；取前述搅拌均匀的溶液在9～12kV电压下电纺，得到所述钛酸四丁酯/聚乙烯吡咯烷酮前驱体纤维；所述水热处理的方法如下：将碳化后的产物溶于8～11mol/L的氢氧化钠溶液，得到悬浮液，在密闭的水热釜中以180～210℃反应12～24h，将所得的沉淀产物用稀酸及去离子水洗涤至洗涤液的酸碱度为中性，干燥后在氮气或氩气保护下于400～500℃下煅烧3～6h，得到所述纳米TiO2(B)/碳复合纤维。