[发明专利]一种二维纳米薄膜锂离子电池负极材料及其制备方法

摘要

本发明属于电化学技术领域，具体为一种二维纳米薄膜锂离子电池负极材料及其制备方法。本发明通过制备TiO₂二维纳米结构来解决TiO₂负极材料在大电流充放电时容量急剧衰减和稳定性差的问题。本发明制备步骤为：首先利用原子层沉积的方法在海绵上生长TiO₂纳米薄膜；达到沉积次数后将包覆有TiO₂纳米薄膜的海绵进行热处理除去海绵得到TiO₂二维纳米薄膜，并将该薄膜用于锂离子电池负极。通过简单改变沉积次数，可以得到不同厚度的纳米薄膜。本发明工艺简单，重复性好，产量高。本发明制备的锂离子的电池负极材料具有结构稳定，循环性能好的优点。

主权项

一种TiO₂二维纳米薄膜的制备方法，其特征在于，具体步骤为：（1）利用原子层沉积在海绵模板上生长TiO₂纳米薄膜：1）将原子层沉积设备反应腔室的温度设定为120‑150 ℃，待温度达到后放入海绵；2）将第一前驱体钛源脉充进反应腔室，前驱体温度控制为85‑105 ℃，脉冲时间20‑200 ms，反应时间0‑5 s；反应完成后，N₂吹扫15‑30 s；然后将第二前驱体氧源脉充进反应腔室，前驱体温度控制为45‑55 ℃，脉冲时间20‑200 ms，反应时间0‑5 s，反应完成后，N₂气吹扫15‑20 s，完成一个沉积循环；待达到设定的沉积循环次数，沉积完成；（2）将沉积有TiO₂纳米薄膜的海绵置于管式炉中热处理，以0.4~1升/分钟的流速通入气体，以5~20℃/分钟的升温速度升温至400~500℃，灼烧为3~6小时，然后自然冷却，取出，得到纯净的TiO₂多孔纳米薄膜结构；（3）将得到的TiO₂纳米薄膜依次在丙酮、酒精和去离子水中超声清洗，除去残留的有机物和无机杂质。