[发明专利]一种纳米二氧化钛复合氮掺杂碳纳米纤维及其制备方法和应用

摘要

本发明公开了一种纳米二氧化钛复合氮掺杂碳纳米纤维及其制备方法和应用。所述纳米纤维采用如下步骤制备得到：S1.配制聚丙烯腈的DMF前驱体溶液；S2.将钛酸四丁酯与前驱体溶液混匀得到乳浊液；S3.将乳浊液通过静电纺丝得到前驱体纤维；然后将前驱体纤维进行热解和碳化，即可得到所述纳米纤维。本发明提供的纳米纤维的表面为苦瓜状褶皱，其制备成锂硫电池正电极后，可改善硫正极的导电性，降低多硫化锂穿梭效应；由于其独特的三维自支撑苦瓜状纤维结构，不仅增加了多硫化锂的吸附位点，同时还极大地缓解了电池的体积膨胀。所述纳米纤维制成三维自支撑集流体后在0.2 C电流密度下循环100圈后还能保持97%的容量，具有稳定的循环性能和较高的比容量。

主权项

1.一种纳米二氧化钛复合氮掺杂碳纳米纤维，其特征在于，采用如下步骤制备得到：S1. 将聚丙烯腈溶于DMF中，配制得到含有聚丙烯腈的DMF前驱体溶液；S2. 将钛酸四丁酯与步骤S1中的前驱体溶液混匀得到均一分散的乳浊液；S3. 将步骤S2中的乳浊液采用静电纺丝装置纺丝，得到前驱体纤维；然后将前驱体纤维进行热解和碳化，即可得到纳米二氧化钛复合氮掺杂碳纳米纤维；其中，所述热解和碳化的条件为：以速率为1～5℃·min‑1升温至250～300℃，预稳定1～2h；然后再以1～2℃·min‑1速率升温至700～750℃，碳化1～2h。