[发明专利]钛酸钠纳米纤维材料的制备方法及以该材料为负极的钠离子混合电容器

摘要

本发明提供了一种钛酸钠纳米纤维材料的制备方法及以该材料为负极的钠离子电容器，该复合材料通过加入钠源、钛源和电纺液进行混合，进行静电纺丝处锂、干燥处理和两步烘焙处理后得到，生产工艺简单，容易扩大规模生产。通过调节煅烧气氛可以得到多孔的钛酸钠纳米纤维以及钛酸钠‑碳纳米纤维复合物。得到的钛酸钠纳米纤维材料增大了产物比表面积的同时又缩短了材料的离子/电子扩散路径。利用该纳米纤维材料为负极制成的钠离子混合电容器，工作电压高、循环寿命长，而比能量远高于一般的电化学电容器，可达55 Wh kg⁻¹以上，具有很高的实用价值。

主权项

1.钛酸钠纳米纤维材料的制备方法，其特征在于，步骤如下：(1)将钛源和钠源分别加入N,N‑二甲基甲酰胺、乙醇、乙酸的混合溶剂中，持续搅拌至得到淡黄色透明溶液，Ti与Na摩尔比为3：2；(2) 将聚乙烯吡咯烷酮加入到步骤1）的反应液中继续搅拌，得到淡黄色透明的静电纺丝前驱体溶液，聚乙烯吡咯烷酮的加入量为前驱体溶液质量的8~12%； (3)将步骤2）中所得前驱体溶液转移至医用注射器中，开始在静电纺丝仪上纺丝，并用铝箔接收纳米纤维；静电纺丝参数为，纺丝针头与金属收集板之间的距离为12~16 cm，纺丝电压为12~15 kV，给液速率为0.3~0.6 mL h‑1;(4)将步骤3）中所得的载有纳米纤维的铝箔进行真空干燥处理后，收集纳米纤维并置于管式炉中煅烧处理，即可得到钛酸钠纳米纤维。