本发明专利技术提供一种高纯度一维结构Ｚｎ↓［２］Ｔｉ↓［３］Ｏ↓［８］纳米材料的制备方法及其在锂电池中的应用，将二氧化钛粉末和烧碱溶液混合反应后，再经稀盐酸洗涤，然后加入含Ｚｎ（ＮＨ↓［３］）↓［４］↑［２＋］的水溶液中搅拌，最后焙烧制备得到一维结构Ｚｎ↓［２］Ｔｉ↓［３］Ｏ↓［８］纳米材料，该一维结构Ｚｎ↓［２］Ｔｉ↓［３］Ｏ↓［８］纳米材料用于锂电池中。本发明专利技术制备Ｚｎ↓［２］Ｔｉ↓［３］Ｏ↓［８］纳米材料温度低，操作简便、成本低、纯度高、性能优异，可以大量合成，采用该Ｚｎ↓［２］Ｔｉ↓［３］Ｏ↓［８］纳米材料应用于锂电池中，具有容量高、循环性能好等特点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于锂电池
，更具体涉及一种高纯度一维结构Zn2Ti308纳米材料的制备 方法及其在锂电池中的应用。
技术介绍
锂离子电池的核心是储锂材料。目前，石墨是广泛应用于商业化锂离子电池的负极材料。 但石墨嵌锂电位低，在充放电过程中石墨表面可能引起金属锂的沉积，存在一定的安全隐患。最近，尖晶石Li4Ti5CM2由于具有良好的循环性能及无毒、安全等优点而成为较有前景的负极 材料。但是Li4Tis(^2的理论容量只有石墨的一半，因而开发具有良好循环性能且较高容量的负极材料仍然是该领域的研究重点。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种高纯度一维结构Zn2Ti308 '纳米材料的制备方法及其在锂电池 中的应用，制备ZH2Ti308纳米材料温度低，操作简便、成本低、纯度高、性能优异，可以大 量合成，采用该Zll2Ti308纳米材料应用于锂电池中，具有容量高、循环性能好等特点。高纯度一维结构Zn2Ti308纳米材料的制备方法，其特征在于所述制备方法的步骤包括 2-5克二氧化钛粉末和20-50毫升浓度为10-20摩尔/升烧碱溶液混合，在100 °C-140 。C反应 20h，反应物再经稀盐酸洗涤后，取0.05-0.4克加入含Zn(NH3)4^离子浓度0.5-2摩尔/升水溶 液中60 'C下搅拌24小时。然后在450 'C-650 'C焙烧3 h，制备得到一维结构Zn2Ti308纳米 材料，该一维结构Zri2Ti30s纳米材料用于锂电池中。本专利技术的显著优点是本专利技术在较低的温度下，首次合成出高纯度一维结构Zri2Ti308纳 米材料。用此高纯度一维结构Zn2Ti308纳米材料作锂电池负极材料，发现其具有出色的循环 性能及较高的比容量，将其应用在应用于锂电池中，具有容量高、循环性能好等特点。 附图说明图1是本专利技术的Zll2Ti308纳米棒的透过电镜照片。图2是本专利技术的锂电池在不同充放电电流条件下的循环特性图。具体实施例方式以下根据实施例具体阐述本专利技术的实施。 实施例制备方法的步骤包括2-5克二氧化钛粉末和20-50毫升浓度为10-20摩尔/升的烧碱溶 液混合，在100 'C-140 'C反应20h反应物再经稀盐酸洗涤后，取0.05-0.4克加入含Zn(NH3)42+离子浓度0.5-2摩尔/升Zn(NH3) +水溶液中60 'C下搅拌24小时；然后在450 °C-650 。C焙烧 3 h，制备得到一维结构Zn2Ti308纳米材料。按照本方法制备得到的一维结构Zri2Ti308纳米材料的形貌参数为长度约为几百纳米至 微米级，由大小约几十纳米左右的粒子连接而成，具体结构如图1中所示。所述备得到的一 维结构Zn2Ti308纳米材料的纯度为70%-90%。将本专利技术的一维结构Zri2Ti308纳米材料用于锂电池中。Zn2Ti308纳米材料用于锂电池时，该锂电池组装过程包括锂电池组装按质量比 Zn2Ti308 :聚四氟乙烯乙炔黑=50 : 10 : 40混合研磨后均匀地涂在0.25 cn^的铜片上做正 极，负极为金属锂，电解质是1 M LiC104的EC+DEC+DMC溶液，所述溶液中EC : DEC :DMC的体积比^ :i:i，以上锂电池的组装过程均在手套箱里进行。效果性能测定锂电池在电流密度为0.3 Ag"经过100次循环后，其比容量仍可达146 mAh/g;接着在电流密度为0.5 Ag"下再经过IOO次循环后，其比容量仍达123 mAh/g;然 后再恢复到0.3Ag"经过25次循环后，其比容量仍可达145mAh/g。最后继续在电流密度为 0.1 Ag"下经过50次循环后，其比容量仍达l卯mAh/g,如图2中所示。这些结果表明一维 结构Zn2Ti308纳米材料作锂电池负极材料，其循环性能十分稳定。权利要求1.一种高纯度一维结构Zn2Ti3O8纳米材料的制备方法，其特征在于所述制备方法的步骤包括将2-5克二氧化钛粉末和20-50毫升浓度为10-20摩尔/升的烧碱溶液混合，在100℃-140℃反应20h；反应物再经稀盐酸洗涤后，取0.05-0.4克物料加入含Zn(NH3)42+离子浓度0.5-2摩尔/升的水溶液中60℃下搅拌24小时；然后在450℃-650℃焙烧3h，制备得到一维结构Zn2Ti3O8纳米材料。2. 根据权利要求l所述的高纯度一维结构Zn2Ti308纳米材料的制备方法，其特征在于所 述方法制备得到的一维结构Zn2Ti30s纳米材料的形貌参数为长度为几百纳米至微米级， 由大小几十纳米的粒子连接而成一维结构；所制备得到的一维结构Zn2Ti30s纳米材料的 纯度为70%-90%。3. —种如权利要求l或2所述方法制备的高纯度一维结构Zn2Ti308纳米材料的用途，其特 征在于所述一维结构Zn2Ti308纳米材料用于锂电池中。4. 根据权利要求3所述的高纯度一维结构Zn2Ti308纳米材料的用途，其特征在于所述 Zn2Ti308纳米材料用于锂电池时，该锂电池组装过程包括锂电池组装按质量比 Zn2Ti308 :聚四氟乙烯乙炔黑=50 : 10 : 40混合研磨后均匀地涂在0.25 cm2的铜片上 做正极，负极为金属锂，电解质是1 M LiC104的EC+DEC+DMC溶液，所述溶液中EC :dec : dmc的体积比=1 :i:i 。5. 根据权利要求4所述的高纯度一维结构Zll2Ti308纳米材料的用途，其特征在于所述锂电池的组装过程均在手套箱里进行。全文摘要本专利技术提供一种高纯度一维结构Zn<sub>2</sub>Ti<sub>3</sub>O<sub>8</sub>纳米材料的制备方法及其在锂电池中的应用，将二氧化钛粉末和烧碱溶液混合反应后，再经稀盐酸洗涤，然后加入含Zn(NH<sub>3</sub>)<sub>4</sub><sup>2+</sup>的水溶液中搅拌，最后焙烧制备得到一维结构Zn<sub>2</sub>Ti<sub>3</sub>O<sub>8</sub>纳米材料，该一维结构Zn<sub>2</sub>Ti<sub>3</sub>O<sub>8</sub>纳米材料用于锂电池中。本专利技术制备Zn<sub>2</sub>Ti<sub>3</sub>O<sub>8</sub>纳米材料温度低，操作简便、成本低、纯度高、性能优异，可以大量合成，采用该Zn<sub>2</sub>Ti<sub>3</sub>O<sub>8</sub>纳米材料应用于锂电池中，具有容量高、循环性能好等特点。文档编号C01G23/00GK101580274SQ20091011206公开日2009年11月18日 申请日期2009年6月25日 优先权日2009年6月25日专利技术者洪振生, 魏明灯 申请人:福州大本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高纯度一维结构Ｚｎ↓［２］Ｔｉ↓［３］Ｏ↓［８］纳米材料的制备方法，其特征在于：所述制备方法的步骤包括：将２－５克二氧化钛粉末和２０－５０毫升浓度为１０－２０摩尔／升的烧碱溶液混合，在１００℃－１４０℃反应２０ｈ；反应物再经稀盐酸洗涤后，取０．０５－０．４克物料加入含Ｚｎ（ＮＨ↓［３］）↓［４］↑［２＋］离子浓度０．５－２摩尔／升的水溶液中６０℃下搅拌２４小时；然后在４５０℃－６５０℃焙烧３ｈ，制备得到一维结构Ｚｎ↓［２］Ｔｉ↓［３］Ｏ↓［８］纳米材料。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：魏明灯，洪振生，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：35[中国|福建]
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