一种表面活性剂辅助的超薄Li₄Ti₅O₁₂纳米片的制备方法及其在锂电池和钠电池中的使用方法

摘要

本发明涉及一种表面活性剂辅助的超薄Li₄Ti₅O₁₂纳米片的制备方法及其在锂电池和钠电池中的使用方法，属于电化学电源和储能领域。本发明首次利用三嵌段聚醚型表面活性剂辅助水热合成钛酸锂前驱体，然后在空气气氛下烧结，制备成厚度为3-10nm的超薄纳米片状Li₄Ti₅O₁₂电极材料。本发明合成的这种超薄纳米片状Li₄Ti₅O₁₂材料，分别以金属锂和金属钠为负极制备成锂离子电池和钠离子电池。制备的超薄纳米片状Li₄Ti₅O₁₂材料大倍率性能优异，并具有高的比容量，可广泛应用于各种便携式电子设备和各种电动车所需锂离子电池，以及的相关能量存储的锂离子电池，同时还可以用于性能优良的钠离子电池。

主权项

一种表面活性剂辅助的超薄Li₄Ti₅O₁₂纳米片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将表面活性剂加入到10ml无水乙醇中，在搅拌和40℃‑60℃水浴下溶解，配置成溶液A；(2)将钛源加入到25ml无水乙醇中，搅拌10‑30分钟，配置成溶液B，然后将溶液A逐滴加入到溶液B中，连续搅拌3‑7小时，配置成溶液C；(3)将锂源溶于5ml的去离子水中，配置成溶液D，然后在搅拌状态下将溶液D逐滴加入到溶液C中，连续搅拌20‑60分钟，获得悬浮液E；(4)将悬浮液E移至聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中，在140‑200℃条件下水热反应10‑48小时；(5)反应后冷却至室温，然后在50‑120℃下干燥6‑24小时，即得到钛酸锂前驱体，最后将得到的前驱体在马弗炉中500‑800℃下热处理1‑10小时，获得超薄Li₄Ti₅O₁₂纳米片材料。