本發(fā)明涉及一種鎂離子電池負(fù)極材料制造方法技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
鋰離子二次電池具有體積、重量能量比高、電壓高、自放電率低、無(wú)記憶效應(yīng)、循環(huán)壽命長(zhǎng)、功率密度高等絕對(duì)優(yōu)點(diǎn)，目前在全球移動(dòng)電源市場(chǎng)有超過(guò)300億美元/年份額并以超過(guò)10％的速度逐漸增長(zhǎng)。特別是近年來(lái)，隨著化石能源的逐漸枯竭，太陽(yáng)能、風(fēng)能、生物質(zhì)能等新能源逐漸成為傳統(tǒng)能源的替代方式，其中風(fēng)能、太陽(yáng)能具有間歇性，為滿足持續(xù)的電力供應(yīng)需要同時(shí)使用大量的儲(chǔ)能電池；汽車(chē)尾氣帶來(lái)的城市空氣質(zhì)量問(wèn)題日益嚴(yán)重，電動(dòng)車(chē)(ev)或混合電動(dòng)車(chē)(hev)的大力倡導(dǎo)和發(fā)展已經(jīng)到了刻不容緩的地步；這些需求提供了鋰離子電池爆發(fā)式增長(zhǎng)點(diǎn)，同時(shí)也對(duì)鋰離子電池的性能提出了更高的要求。
鋰離子電池正負(fù)極材料的容量的提高是科技人員研究的首要目標(biāo)，高容量正負(fù)極材料的研發(fā)可以緩解目前鋰離子電池組體積大、份量重、價(jià)格高難以滿足高耗電及高功率設(shè)備需要的局面。然而自從1991年鋰離子電池商業(yè)化以來(lái)，正極材料的實(shí)際比容量始終徘徊在100-180mah/g之間，正極材料比容量低已經(jīng)成為提升鋰離子電池比能量的瓶頸。相較于正極，負(fù)極材料容量的提升空間還很大，如錫及錫合金材料、硅及硅合金材料、各類(lèi)過(guò)渡金屬氧化物[md.arafatrahman，guangshengsong，anandi.bhatt，yatchoywong，andcuiewen，nanostructuredsiliconanodesforhigh-performancelithium-ionbatteries，adv.funct.mater.2016，26，647-678]等。但如若要兼顧材料的倍率性能、循環(huán)容量保持性能仍舊非常困難。其中主要原因有：1、電極材料在發(fā)生氧化還原反應(yīng)時(shí)，同時(shí)要具有快速的鋰離子嵌入脫嵌及電子傳導(dǎo)，即同時(shí)具有良好的電子導(dǎo)電性和離子導(dǎo)電性，不少負(fù)極材料具有較高的鋰離子擴(kuò)散系數(shù)，然而卻是電子絕緣體，也有的負(fù)極材料是良好的電子導(dǎo)體，然而鋰離子擴(kuò)散能力弱，從而使得電池的極化大幅度增加；2、不少電極材料在鋰離子嵌入和脫嵌的過(guò)程中有較大的體積變化，從而造成電極材料顆粒的破碎及有效電極材料在循環(huán)過(guò)程中的損失，大的體積變化同時(shí)也帶來(lái)充放電過(guò)程中材料晶格蛻變產(chǎn)生第二相而嚴(yán)重影響電池的性能。3、轉(zhuǎn)化反應(yīng)機(jī)理的鋰電負(fù)極材料，反應(yīng)產(chǎn)物鋰化合物的電子絕緣性嚴(yán)重影響了材料的可逆性。
合金機(jī)理的鋰電負(fù)極材料及轉(zhuǎn)化反應(yīng)機(jī)理的鋰電負(fù)極材料因?yàn)榇嬖诙嚯娮愚D(zhuǎn)移過(guò)程往往表現(xiàn)出較高的比容量，近年來(lái)金屬氧化物、硫化物、磷化物、碳酸鹽、氯化物作為典型的轉(zhuǎn)化合金反應(yīng)機(jī)理鋰電負(fù)極材料逐漸受到了關(guān)注。與傳統(tǒng)鋰離子電池電極材料的工作原理有所不同，傳統(tǒng)的鋰離子電池正極和負(fù)極都存在鋰離子可以嵌入或脫嵌的空間，而電解質(zhì)中的鋰離子在正極和負(fù)極之間來(lái)回嵌入和脫嵌而放電正如armand等所提出的“搖椅”電池。而轉(zhuǎn)換材以+2價(jià)金屬氧化物為例，會(huì)發(fā)生類(lèi)似如下的變化：
2li++meo+2e-→li2o+me0
而在轉(zhuǎn)換反應(yīng)后，還可能會(huì)發(fā)生多種形式的合金過(guò)程，比如：
lim+me0n→limme0n
在這兩個(gè)過(guò)程中會(huì)釋放出超過(guò)1000mah.g-1的比容量，因而獲得了材料研究人員高度的重視。然而如前所述，兼顧材料的倍率性能、循環(huán)容量保持性能仍舊非常困難。金屬氧化物、硫化物、磷化物、碳酸鹽、氯化物這些轉(zhuǎn)換負(fù)極材料獲得了較多的研究，這些轉(zhuǎn)化合金型負(fù)極材料往往都是單金屬化合物。另外，鋰元素在地殼中的儲(chǔ)量很低，稀缺的鋰資源使得未來(lái)的鋰離子電池成本不斷上升。尋求一種可替代低成本的電化學(xué)儲(chǔ)能器件成為亟待解決的問(wèn)題。鎂的電化學(xué)性質(zhì)和鋰相似，且地球儲(chǔ)量豐富，是未來(lái)有望取代鋰離子電池的最有希望的選擇。
如鋰離子轉(zhuǎn)換材料一樣，合金機(jī)理的鎂離子電池負(fù)極材料也可能發(fā)生如下的電化學(xué)反應(yīng)：
mg2++meo+2e-→mgo+me0
mgm+me0n→mgmme0n
而能釋放出較大的比容量，然而總體上由于鎂離子離子半徑較大，電極電位低，在電極材料中的遷移速度慢，能量密度、功率密度等電池性能與鋰離子電池相比仍然有很大差距。而且鎂離子電池的負(fù)極候選材料少，目前對(duì)其研究也非常不夠。
鈣鈦礦結(jié)構(gòu)abo3型氧化物近來(lái)在太陽(yáng)能電池中獲得了重要應(yīng)用。其結(jié)構(gòu)為a位為半徑較大的陽(yáng)離子，呈12配位結(jié)構(gòu)，位于由八面體構(gòu)成的空穴內(nèi)；b位為過(guò)渡金屬元素類(lèi)的較小陽(yáng)離子，與六個(gè)氧離子形成八面體配位。改變a、b位置的元素種類(lèi)、a、b位置的元素被其他的同價(jià)態(tài)或異價(jià)態(tài)的原子部分替代都可能產(chǎn)生不同類(lèi)型的晶格缺陷，從而可能成為具有不同功能性的功能材料。abo3型氧化物在進(jìn)行合金反應(yīng)時(shí)，能與兩種金屬進(jìn)行合金反應(yīng)，其可能產(chǎn)生多種相態(tài)的合金固溶體，由于雙金屬的相互作用，也可能產(chǎn)生與單金屬截然不同的電化學(xué)特性，因此abo3型氧化物有可能成為一種高性能鎂離子電池負(fù)極材料，其可能提供接近或超過(guò)300mah.g-1的比容量，鎂離子進(jìn)入或脫出的材料體積變化也較??；然而該材料在鎂離子電池中的研究和開(kāi)發(fā)基本處于空白。而其主要問(wèn)題為：1、離子電導(dǎo)率及電子電導(dǎo)率較低；2、轉(zhuǎn)換反應(yīng)后的產(chǎn)物氧化鎂是電子絕緣體而其鎂離子擴(kuò)散活化能也較高，造成較大的電化學(xué)極化；3、合成溫度較高，容易造成晶粒的長(zhǎng)大及團(tuán)聚。
針對(duì)這些問(wèn)題，改變材料的形貌在一定程度上能緩減這些問(wèn)題，比如將材料的顆粒度降低到納米的尺度能夠減少鎂離子擴(kuò)散的途徑，縮短鎂離子的擴(kuò)散時(shí)間從而提高材料的動(dòng)力學(xué)性能；過(guò)小的粒度也容易引起顆粒之間電子導(dǎo)電的困難；同樣顆粒之間的團(tuán)聚或過(guò)大的顆粒容易引起電解液在顆粒之間的滲透困難，鎂離子遷移速度慢等問(wèn)題；離子摻雜也是一種有效的調(diào)節(jié)晶格的微觀結(jié)構(gòu)，改變晶格電子和離子輸運(yùn)特性的手段，然而，離子摻雜甚至是多離子協(xié)同摻雜對(duì)母體的作用機(jī)理非常復(fù)雜，效果往往難以預(yù)料。另外采用雙鈣鈦礦結(jié)構(gòu)a位和b位可以由兩種金屬占據(jù)，也能夠部分被異價(jià)或同價(jià)金屬所取代，因此，對(duì)材料結(jié)構(gòu)的調(diào)控、電子及離子運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的調(diào)節(jié)靈活。
因此開(kāi)發(fā)一種具有優(yōu)異電化學(xué)性能的雙鈣鈦礦結(jié)構(gòu)氧化物是雙鈣鈦礦結(jié)構(gòu)氧化物作為二次鎂離子電池負(fù)極材料應(yīng)用的關(guān)鍵。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有背景技術(shù)提出了一種連續(xù)電子離子快速導(dǎo)電雙鈣鈦礦鎂離子電池負(fù)極材料及其制備方法，其特征為：該負(fù)極材料的組成為mg0.8sr0.2la0.5y0.2li0.3ti0.8cu0.1zn0.1nbo6，制備過(guò)程中利用凝膠的連續(xù)孔道結(jié)構(gòu)作為模板，形成顆粒部分互相粘接的連續(xù)多孔形貌雙鈣鈦礦結(jié)構(gòu)產(chǎn)物；同時(shí)通過(guò)保護(hù)氣體下的裂解形成粘附在活性材料表面的連續(xù)高導(dǎo)電性碳膜；這樣的形貌有利于降低晶界阻力，提高鎂離子在晶格中的運(yùn)動(dòng)能力；形成連續(xù)的電子遷移網(wǎng)絡(luò)，降低電子遷移阻力；增加與電解液的接觸面積，加快電解液與晶格中的鎂離子遷移能力及氧化還原反應(yīng)的速率；這樣的結(jié)構(gòu)還具有一定的結(jié)構(gòu)剛性，為充放電過(guò)程中的材料體積變化形成緩沖；進(jìn)一步通過(guò)a位的mg和la共同占據(jù)并通過(guò)mg位置的部分sr替代及l(fā)a位置的部分y、li替代，提高了電子電導(dǎo)率；通過(guò)b位的cu，zn摻雜提高鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，最終形成高性能的鎂離子電池負(fù)極材料。
這種連續(xù)電子離子快速導(dǎo)電雙鈣鈦礦鎂離子電池負(fù)極材料，其制備方法為：將六水合硝酸鎂、硝酸鋰、鈦酸四丁酯、硝酸鍶、六水合硝酸鑭、六水合硝酸釔、三水合硝酸銅、六水合硝酸鋅、草酸鈮按照化學(xué)計(jì)量式mg0.8sr0.2la0.5y0.2li0.3ti0.8cu0.1zn0.1nbo6混合，加入物質(zhì)的量為總金屬離子物質(zhì)的量5.0-10.0倍的檸檬酸并加水?dāng)嚢杈鶆蛐纬煽偨饘匐x子濃度為1.0-2.5mol·l-1的初始水溶液；將6g丙烯酰胺/100ml水量的丙烯酰胺及1gn，n’-亞甲基雙丙烯酰胺/100ml水量的n，n’-亞甲基雙丙烯酰胺與水混合溶解，溶液中丙烯酰胺的物質(zhì)的量是初始水溶液中總金屬離子物質(zhì)的量的0.5-1.2倍；使用聚四氟乙烯攪拌槳以1500rpm-2000rpm的速度攪拌5-15分鐘后將其以5-10℃/分鐘的速度上升到75-85℃并保持該溫度直到成為膠凍狀的凝膠。將形成的凝膠在低溫高真空度的環(huán)境中干燥，該干燥過(guò)程采用目前市場(chǎng)上的成品冷凍干燥機(jī)，將凝膠放入冷凍干燥機(jī)樣品盤(pán)中啟動(dòng)制冷機(jī)，待樣品盤(pán)上凝膠溫度降低到零下45-零下50℃，開(kāi)啟真空泵提高真空度，待系統(tǒng)內(nèi)氣體壓力降低至25-35pa以下，開(kāi)啟隔板溫度控制開(kāi)始脫水干燥，其他操作參數(shù)采取機(jī)器預(yù)設(shè)值，待體系內(nèi)氣壓穩(wěn)定干燥結(jié)束后，將干燥后的凝膠放入初始水溶液中，靜置10-20分鐘，然后以5-10℃/分鐘的速度上升到75-90℃并在此溫度下恒溫1-3小時(shí)，然后將其放入80℃-120℃干燥箱內(nèi)干燥10-20小時(shí)后放入管式爐中，在空氣氣氛中以2-10℃/分鐘的速度升溫到300-400℃并在此溫度下保持0.5-1小時(shí)，而后在氬氣氣氛中以2-10℃/分鐘的速度升溫到400-550℃并在此溫度下保持2-4小時(shí)后繼續(xù)在氬氣氣氛中以2-10℃/分鐘的速度升溫到800-950℃并在此溫度下保持4-10小時(shí)，制得該連續(xù)電子離子快速導(dǎo)電雙鈣鈦礦鎂離子電池負(fù)極材料。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：利用凝膠的連續(xù)孔道結(jié)構(gòu)作為模板，形成顆粒部分互相粘接的連續(xù)多孔形貌雙鈣鈦礦結(jié)構(gòu)產(chǎn)物；同時(shí)通過(guò)保護(hù)氣體下的裂解形成粘附在活性材料表面的連續(xù)高導(dǎo)電性碳膜；這樣的形貌有利于降低晶界阻力，提高鎂離子在晶格中的運(yùn)動(dòng)能力；形成連續(xù)的電子遷移網(wǎng)絡(luò)，降低電子遷移阻力；增加與電解液的接觸面積，加快電解液與晶格中的鎂離子遷移能力及氧化還原反應(yīng)的速率；這樣的結(jié)構(gòu)還具有一定的結(jié)構(gòu)剛性，為充放電過(guò)程中的材料體積變化形成緩沖；進(jìn)一步通過(guò)a位的mg和la共同占據(jù)并通過(guò)mg位置的部分sr替代及l(fā)a位置的部分y、li替代，提高了電子電導(dǎo)率；通過(guò)b位的cu，zn摻雜提高鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，最終形成高性能的鎂離子電池負(fù)極材料。
附圖說(shuō)明
圖1該材料的前10次循環(huán)的充電容量、放電容量和充放電效率圖，電壓區(qū)間0.1v-3.0v，充放電電流0.5c。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合實(shí)施實(shí)例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
實(shí)施例1：將六水合硝酸鎂、硝酸鋰、鈦酸四丁酯、硝酸鍶、六水合硝酸鑭、六水合硝酸釔、三水合硝酸銅、六水合硝酸鋅、草酸鈮按照化學(xué)計(jì)量式mg0.8sr0.2la0.5y0.2li0.3ti0.8cu0.1zn0.1nbo6混合，加入物質(zhì)的量為總金屬離子物質(zhì)的量5.0倍的檸檬酸并加水?dāng)嚢杈鶆蛐纬煽偨饘匐x子濃度為1.0mol·l-1的初始水溶液；將6g丙烯酰胺/100ml水量的丙烯酰胺及1gn，n’-亞甲基雙丙烯酰胺/100ml水量的n，n’-亞甲基雙丙烯酰胺與水混合溶解，溶液中丙烯酰胺的物質(zhì)的量是初始水溶液中總金屬離子物質(zhì)的量的0.5倍；使用聚四氟乙烯攪拌槳以1500rpm的速度攪拌5分鐘后將其以5℃/分鐘的速度上升到75℃并保持該溫度直到成為膠凍狀的凝膠。將形成的凝膠在低溫高真空度的環(huán)境中干燥，該干燥過(guò)程采用目前市場(chǎng)上的成品冷凍干燥機(jī)，將凝膠放入冷凍干燥機(jī)樣品盤(pán)中啟動(dòng)制冷機(jī)，待樣品盤(pán)上凝膠溫度降低到零下45℃，開(kāi)啟真空泵提高真空度，待系統(tǒng)內(nèi)氣體壓力降低至25pa以下，開(kāi)啟隔板溫度控制開(kāi)始脫水干燥，其他操作參數(shù)采取機(jī)器預(yù)設(shè)值，待體系內(nèi)氣壓穩(wěn)定干燥結(jié)束后，將干燥后的凝膠放入初始水溶液中，靜置10分鐘，然后以5℃/分鐘的速度上升到75℃并在此溫度下恒溫1小時(shí)，然后將其放入80℃干燥箱內(nèi)干燥11小時(shí)后放入管式爐中，在空氣氣氛中以3℃/分鐘的速度升溫到320℃并在此溫度下保持0.6小時(shí)，而后在氬氣氣氛中以3℃/分鐘的速度升溫到420℃并在此溫度下保持2小時(shí)后繼續(xù)在氬氣氣氛中以2℃/分鐘的速度升溫到800℃并在此溫度下保持4小時(shí)，制得該連續(xù)電子離子快速導(dǎo)電雙鈣鈦礦鎂離子電池負(fù)極材料。
實(shí)施例2：將六水合硝酸鎂、硝酸鋰、鈦酸四丁酯、硝酸鍶、六水合硝酸鑭、六水合硝酸釔、三水合硝酸銅、六水合硝酸鋅、草酸鈮按照化學(xué)計(jì)量式mg0.8sr0.2la0.5y0.2li0.3ti0.8cu0.1zn0.1nbo6混合，加入物質(zhì)的量為總金屬離子物質(zhì)的量7倍的檸檬酸并加水?dāng)嚢杈鶆蛐纬煽偨饘匐x子濃度為1.5mol·l-1的初始水溶液；將6g丙烯酰胺/100ml水量的丙烯酰胺及1gn，n’-亞甲基雙丙烯酰胺/100ml水量的n，n’-亞甲基雙丙烯酰胺與水混合溶解，溶液中丙烯酰胺的物質(zhì)的量是初始水溶液中總金屬離子物質(zhì)的量的0.7倍；使用聚四氟乙烯攪拌槳以1700rpm的速度攪拌10分鐘后將其以8℃/分鐘的速度上升到80℃并保持該溫度直到成為膠凍狀的凝膠。將形成的凝膠在低溫高真空度的環(huán)境中干燥，該干燥過(guò)程采用目前市場(chǎng)上的成品冷凍干燥機(jī)，將凝膠放入冷凍干燥機(jī)樣品盤(pán)中啟動(dòng)制冷機(jī)，待樣品盤(pán)上凝膠溫度降低到零下47℃，開(kāi)啟真空泵提高真空度，待系統(tǒng)內(nèi)氣體壓力降低至30pa以下，開(kāi)啟隔板溫度控制開(kāi)始脫水干燥，其他操作參數(shù)采取機(jī)器預(yù)設(shè)值，待體系內(nèi)氣壓穩(wěn)定干燥結(jié)束后，將干燥后的凝膠放入初始水溶液中，靜置15分鐘，然后以8℃/分鐘的速度上升到85℃并在此溫度下恒溫2小時(shí)，然后將其放入100℃干燥箱內(nèi)干燥15小時(shí)后放入管式爐中，在空氣氣氛中以8℃/分鐘的速度升溫到350℃并在此溫度下保持0.7小時(shí)，而后在氬氣氣氛中以8℃/分鐘的速度升溫到450℃并在此溫度下保持3小時(shí)后繼續(xù)在氬氣氣氛中以8℃/分鐘的速度升溫到900℃并在此溫度下保持8小時(shí)，制得該連續(xù)電子離子快速導(dǎo)電雙鈣鈦礦鎂離子電池負(fù)極材料。
實(shí)施例3：將六水合硝酸鎂、硝酸鋰、鈦酸四丁酯、硝酸鍶、六水合硝酸鑭、六水合硝酸釔、三水合硝酸銅、六水合硝酸鋅、草酸鈮按照化學(xué)計(jì)量式mg0.8sr0.2la0.5y0.2li0.3ti0.8cu0.1zn0.1nbo6混合，加入物質(zhì)的量為總金屬離子物質(zhì)的量10.0倍的檸檬酸并加水?dāng)嚢杈鶆蛐纬煽偨饘匐x子濃度為2.5mol·l-1的初始水溶液；將6g丙烯酰胺/100ml水量的丙烯酰胺及1gn，n’-亞甲基雙丙烯酰胺/100ml水量的n，n’-亞甲基雙丙烯酰胺與水混合溶解，溶液中丙烯酰胺的物質(zhì)的量是初始水溶液中總金屬離子物質(zhì)的量的1.2倍；使用聚四氟乙烯攪拌槳以2000rpm的速度攪拌15分鐘后將其以9℃/分鐘的速度上升到85℃并保持該溫度直到成為膠凍狀的凝膠。將形成的凝膠在低溫高真空度的環(huán)境中干燥，該干燥過(guò)程采用目前市場(chǎng)上的成品冷凍干燥機(jī)，將凝膠放入冷凍干燥機(jī)樣品盤(pán)中啟動(dòng)制冷機(jī)，待樣品盤(pán)上凝膠溫度降低到零下50℃，開(kāi)啟真空泵提高真空度，待系統(tǒng)內(nèi)氣體壓力降低至33pa以下，開(kāi)啟隔板溫度控制開(kāi)始脫水干燥，其他操作參數(shù)采取機(jī)器預(yù)設(shè)值，待體系內(nèi)氣壓穩(wěn)定干燥結(jié)束后，將干燥后的凝膠放入初始水溶液中，靜置18分鐘，然后以8℃/分鐘的速度上升到89℃并在此溫度下恒溫3小時(shí)，然后將其放入118℃干燥箱內(nèi)干燥20小時(shí)后放入管式爐中，在空氣氣氛中以10℃/分鐘的速度升溫到400℃并在此溫度下保持1小時(shí)，而后在氬氣氣氛中以8℃/分鐘的速度升溫到530℃并在此溫度下保持4小時(shí)后繼續(xù)在氬氣氣氛中以10℃/分鐘的速度升溫到950℃并在此溫度下保持10小時(shí)，制得該連續(xù)電子離子快速導(dǎo)電雙鈣鈦礦鎂離子電池負(fù)極材料。
實(shí)施例4：將六水合硝酸鎂、硝酸鋰、鈦酸四丁酯、硝酸鍶、六水合硝酸鑭、六水合硝酸釔、三水合硝酸銅、六水合硝酸鋅、草酸鈮按照化學(xué)計(jì)量式mg0.8sr0.2la0.5y0.2li0.3ti0.8cu0.1zn0.1nbo6混合，加入物質(zhì)的量為總金屬離子物質(zhì)的量9倍的檸檬酸并加水?dāng)嚢杈鶆蛐纬煽偨饘匐x子濃度為2.0mol·l-1的初始水溶液；將6g丙烯酰胺/100ml水量的丙烯酰胺及1gn，n’-亞甲基雙丙烯酰胺/100ml水量的n，n’-亞甲基雙丙烯酰胺與水混合溶解，溶液中丙烯酰胺的物質(zhì)的量是初始水溶液中總金屬離子物質(zhì)的量的1.1倍；使用聚四氟乙烯攪拌槳以1700rpm的速度攪拌10分鐘后將其以8℃/分鐘的速度上升到80℃并保持該溫度直到成為膠凍狀的凝膠。將形成的凝膠在低溫高真空度的環(huán)境中干燥，該干燥過(guò)程采用目前市場(chǎng)上的成品冷凍干燥機(jī)，將凝膠放入冷凍干燥機(jī)樣品盤(pán)中啟動(dòng)制冷機(jī)，待樣品盤(pán)上凝膠溫度降低到零下45℃，開(kāi)啟真空泵提高真空度，待系統(tǒng)內(nèi)氣體壓力降低至30pa以下，開(kāi)啟隔板溫度控制開(kāi)始脫水干燥，其他操作參數(shù)采取機(jī)器預(yù)設(shè)值，待體系內(nèi)氣壓穩(wěn)定干燥結(jié)束后，將干燥后的凝膠放入初始水溶液中，靜置15分鐘，然后以8℃/分鐘的速度上升到88℃并在此溫度下恒溫3小時(shí)，然后將其放入110℃干燥箱內(nèi)干燥15小時(shí)后放入管式爐中，在空氣氣氛中以8℃/分鐘的速度升溫到400℃并在此溫度下保持0.8小時(shí)，而后在氬氣氣氛中以8℃/分鐘的速度升溫到500℃并在此溫度下保持4小時(shí)后繼續(xù)在氬氣氣氛中以10℃/分鐘的速度升溫到950℃并在此溫度下保持10小時(shí)，制得該連續(xù)電子離子快速導(dǎo)電雙鈣鈦礦鎂離子電池負(fù)極材料。
實(shí)施例5：將六水合硝酸鎂、硝酸鋰、鈦酸四丁酯、硝酸鍶、六水合硝酸鑭、六水合硝酸釔、三水合硝酸銅、六水合硝酸鋅、草酸鈮按照化學(xué)計(jì)量式mg0.8sr0.2la0.5y0.2li0.3ti0.8cu0.1zn0.1nbo6混合，加入物質(zhì)的量為總金屬離子物質(zhì)的量10倍的檸檬酸并加水?dāng)嚢杈鶆蛐纬煽偨饘匐x子濃度為1.5mol·l-1的初始水溶液；將6g丙烯酰胺/100ml水量的丙烯酰胺及1gn，n’-亞甲基雙丙烯酰胺/100ml水量的n，n’-亞甲基雙丙烯酰胺與水混合溶解，溶液中丙烯酰胺的物質(zhì)的量是初始水溶液中總金屬離子物質(zhì)的量的1.2倍；使用聚四氟乙烯攪拌槳以2000rpm的速度攪拌10分鐘后將其以10℃/分鐘的速度上升到85℃并保持該溫度直到成為膠凍狀的凝膠。將形成的凝膠在低溫高真空度的環(huán)境中干燥，該干燥過(guò)程采用目前市場(chǎng)上的成品冷凍干燥機(jī)，將凝膠放入冷凍干燥機(jī)樣品盤(pán)中啟動(dòng)制冷機(jī)，待樣品盤(pán)上凝膠溫度降低到零下45℃，開(kāi)啟真空泵提高真空度，待系統(tǒng)內(nèi)氣體壓力降低至35pa以下，開(kāi)啟隔板溫度控制開(kāi)始脫水干燥，其他操作參數(shù)采取機(jī)器預(yù)設(shè)值，待體系內(nèi)氣壓穩(wěn)定干燥結(jié)束后，將干燥后的凝膠放入初始水溶液中，靜置15分鐘，然后以10℃/分鐘的速度上升到90℃并在此溫度下恒溫3小時(shí)，然后將其放入110℃干燥箱內(nèi)干燥20小時(shí)后放入管式爐中，在空氣氣氛中以8℃/分鐘的速度升溫到400℃并在此溫度下保持0.8小時(shí)，而后在氬氣氣氛中以10℃/分鐘的速度升溫到550℃并在此溫度下保持3小時(shí)后繼續(xù)在氬氣氣氛中以10℃/分鐘的速度升溫到950℃并在此溫度下保持10小時(shí)，制得該連續(xù)電子離子快速導(dǎo)電雙鈣鈦礦鎂離子電池負(fù)極材料。