本發(fā)明涉及鈉離子電池技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種鈦酸鉛納米球的制備及其在鈉離子電池中的應(yīng)用。

背景技術(shù)：

鈉離子電池與鋰離子電池具有相似的工作原理。與鋰離子電池相比具有其獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。其一，原料豐富易得，可降低制作成本。其二，其具有優(yōu)于鋰離子電池的安全性能。但是，由于其較大的離子半徑，增大了鈉離子嵌入和脫出的阻力，造成電極材料的充放電可逆性較差，容量較低等問(wèn)題，限制了鈉離子電池進(jìn)一步的實(shí)際應(yīng)用。要得到循環(huán)性能好，比容量高，大電流充放電性能好的鈉離子電池負(fù)極材料一直以來(lái)是科學(xué)家的研究重點(diǎn)。研究較多的鈉電負(fù)極材料有碳基材料，合金類材料,鈦酸鹽類材料，以及一些過(guò)渡金屬氧化物及硫化物，但他們的電化學(xué)性能都不甚理想。目前，將鈦酸鉛類材料應(yīng)用于鈉離子電池負(fù)極材料中還不常見(jiàn)。我們期望通過(guò)對(duì)鈦酸鉛材料的研究進(jìn)一步提高鈉離子電池的充放電性能，提高其實(shí)用性。

目前還未有制備鈦酸鉛PbTi_0.8O_2.6納米球的相關(guān)專利報(bào)道。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明采用簡(jiǎn)單的一步水熱法合成了一種鈦酸鉛PbTi_0.8O_2.6納米球，本發(fā)明所制備的鈦酸鉛PbTi_0.8O_2.6納米球作鈉電池負(fù)極得到的鈉電池具有很高的比容量和優(yōu)良的倍率性能。

為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，采用如下技術(shù)方案：

一種鈦酸鉛PbTi_0.8O_2.6納米球的制備方法，具體步驟如下：

將1~1.36毫升的鈦酸正丁酯加入到8毫升的乙醇中，再向其中加入8毫升的水，攪拌水解3分鐘，再依次在不斷攪拌的過(guò)程中，加入1.12克氫氧化鉀，0.05克聚乙烯醇，1.72克硝酸鉛，最后向其中加入22毫升的水，常溫下攪拌1小時(shí)，移入50毫升的反應(yīng)釜中，置于120度的烘箱中，反應(yīng)2-10小時(shí)，將所得產(chǎn)品水洗一遍后，再用10%的醋酸溶液洗一次，最后再水洗兩次，烘干，即可得到PbTi_0.8O_2.6納米球。

所制備出的PbTi_0.8O_2.6納米球用于鈉離子電池，具體步驟如下：

原料按質(zhì)量比計(jì)，PbTi_0.8O_2.6納米球：聚偏氟乙烯：乙炔黑＝60：30：10；

稱取各個(gè)原料混合研磨后均勻地涂在銅箔上做負(fù)極，參比電極和對(duì)電極均為金屬鈉，電解質(zhì)為1M NaClO₄的碳酸乙烯酯（EC）+碳酸丙烯酯（PC）+氟代碳酸乙烯酯（FEC）溶液，其中EC:PC:FEC按體積比1:1:0.05混合。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)比較具有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）本發(fā)明通過(guò)一步水熱法制備一種鈦酸鉛PbTi_0.8O_2.6納米球，工藝簡(jiǎn)單，成本低廉，能耗少，重現(xiàn)性好；

（2）本發(fā)明所制備的鈦酸鉛PbTi_0.8O_2.6納米球作鈉電池負(fù)極得到的鈉電池具有很高的比容量和優(yōu)良的倍率性能；在電流密度0.05, 0.1, 0.2, 0.3 A g^-1下，PbTi_0.8O_2.6納米球的比容量分別為222, 180, 145, 125 mA h g^-1，當(dāng)電流密度回到0.05 A g^-1時(shí)，其容量又回到205 mA h g^-1 ，體現(xiàn)了其較高的比容量和優(yōu)良的倍率性能。

附圖說(shuō)明

圖1 實(shí)施例2制備的PbTi_0.8O_2.6納米球的XRD譜圖。

圖2 實(shí)施例2制備的PbTi_0.8O_2.6納米球的掃描電鏡圖。

圖3 實(shí)施例2制備的PbTi_0.8O_2.6納米球的倍率性能圖。

具體實(shí)施方式

為進(jìn)一步公開(kāi)而不是限制本發(fā)明，以下結(jié)合實(shí)例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。

實(shí)施例1

一種鈦酸鉛PbTi_0.8O_2.6納米球的制備方法，具體步驟如下：

將 1.36毫升的鈦酸正丁酯加入到8毫升的乙醇中，再向其中加入8毫升的水，攪拌水解3分鐘，再依次在不斷攪拌的過(guò)程中，加入1.12克氫氧化鉀，0.05克聚乙烯醇，1.72克硝酸鉛，最后向其中加入22毫升的水，常溫下攪拌1小時(shí)，移入50毫升的反應(yīng)釜中，置于120度的烘箱中，反應(yīng)2小時(shí)，將所得產(chǎn)品水洗一遍后，再用10%的醋酸溶液洗一次，最后再水洗兩次，烘干，即可得到無(wú)定型的鈦酸鉛納米球。

所制備出的鈦酸鉛PbTi_0.8O_2.6納米球用于鈉離子電池，具體步驟如下：

首先稱取原料，按質(zhì)量比計(jì)，無(wú)定型鈦酸鉛納米球：聚偏氟乙烯：乙炔黑＝60：30：10；

將各個(gè)原料混合研磨后均勻地涂在銅箔上做負(fù)極，參比電極和對(duì)電極均為金屬鈉，電解質(zhì)為1M NaClO₄的碳酸乙烯酯（EC）+碳酸丙烯酯（PC）+氟代碳酸乙烯酯（FEC）溶液，其中EC：PC按體積比1:1與5.0% （占溶液的總體積分?jǐn)?shù)）FEC溶液混合。

實(shí)施例2

一種鈦酸鉛PbTi_0.8O_2.6納米球的制備方法，具體步驟如下：

將1.36毫升的鈦酸正丁酯加入到8毫升的乙醇中，再向其中加入8毫升的水，攪拌水解3分鐘，再依次在不斷攪拌的過(guò)程中，加入1.12克氫氧化鉀，0.05克聚乙烯醇，1.72克硝酸鉛，最后向其中加入22毫升的水，常溫下攪拌1小時(shí)，移入50毫升的反應(yīng)釜中，置于120度的烘箱中，反應(yīng)4小時(shí)，將所得產(chǎn)品水洗一遍后，再用10%的醋酸溶液洗一次，最后再水洗兩次，烘干，即可得到PbTi_0.8O_2.6納米球。

所制備出的PbTi_0.8O_2.6納米球用于鈉離子電池，具體步驟如下：

首先稱取原料，按質(zhì)量比計(jì)，PbTi_0.8O_2.6納米球：聚偏氟乙烯：乙炔黑＝60：30：10；

將各個(gè)原料混合研磨后均勻地涂在銅箔上做負(fù)極，參比電極和對(duì)電極均為金屬鈉，電解質(zhì)為1M NaClO₄的碳酸乙烯酯（EC）+碳酸丙烯酯（PC）+氟代碳酸乙烯酯（FEC）溶液，其中EC：PC按體積比1:1與5.0% （占溶液的總體積分?jǐn)?shù)）FEC溶液混合。

實(shí)施例3

一種鈦酸鉛PbTi_0.8O_2.6納米球的制備方法，具體步驟如下：

將 1.36毫升的鈦酸正丁酯加入到8毫升的乙醇中，再向其中加入8毫升的水，攪拌水解3分鐘，再依次在不斷攪拌的過(guò)程中，加入1.12克氫氧化鉀，0.05克聚乙烯醇，1.72克硝酸鉛，最后向其中加入22毫升的水，常溫下攪拌1小時(shí)，移入50毫升的反應(yīng)釜中，置于120度的烘箱中，反應(yīng)6小時(shí)，將所得產(chǎn)品水洗一遍后，再用10%的醋酸溶液洗一次，最后再水洗兩次，烘干，即可得到PbTi_0.8O_2.6納米球。

所制備出的PbTi_0.8O_2.6納米球用于鈉離子電池，具體步驟如下：

首先稱取原料，按質(zhì)量比計(jì)，PbTi_0.8O_2.6納米球：聚偏氟乙烯：乙炔黑＝60：30：10；

將各個(gè)原料混合研磨后均勻地涂在銅箔上做負(fù)極，參比電極和對(duì)電極均為金屬鈉，電解質(zhì)為1M NaClO₄的碳酸乙烯酯（EC）+碳酸丙烯酯（PC）+氟代碳酸乙烯酯（FEC）溶液，其中EC：PC按體積比1:1與5.0% （占溶液的總體積分?jǐn)?shù)）FEC溶液混合。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明申請(qǐng)專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。