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本发明涉及一种碳纳米纤维负载二氧化钛薄膜负极材料及其制备方法，其解决了锂离子电池循环过程中纳米级二氧化钛易团聚失活、导电率低等技术问题，其含有碳纳米纤维和二氧化钛，二氧化钛的质量占薄膜负极材料总质量的10-30％。使用本发明公开的方法制备的碳纳米纤维负载一维纳米结构二氧化钛薄膜负极材料具有较高的比容量、快速充放电能力以及良好的循环稳定性，能够发挥碳纳米纤维和二氧化钛二者各自的优势。

(1)将二氧化钛前驱体溶液、水解抑制剂、致孔剂、碳纳米纤维的前驱体聚合物以及有机溶剂配成均一的纺丝液；

(2)用静电纺丝法制得二氧化钛的前驱体/聚合物纳米纤维膜；

(3)将制得的前驱体/聚合物纳米纤维膜经过预氧化后，在保护气体气氛中加以焙烧，得到内部含有锐钛矿二氧化钛的碳纳米纤维复合薄膜材料；

(4)将制得的碳纳米纤维复合薄膜材料浸入水热溶液或水热溶液与共溶剂的混合溶液中，转移到水热反应釜中，经过水热反应，得到薄膜产物；

(5)将制得的薄膜产物用去离子水洗涤后，置于酸性溶液中进行离子交换反应，得到中间产物氢钛酸/碳纳米纤维薄膜；

(6)将所得氢钛酸/碳纳米纤维薄膜在碳化炉中煅烧，得到负载二氧化钛的碳纳米纤维。

该技术发明可以提供一种性能更稳定的高功率电极材料制备方法，用于锂离子电池。锂离子电池因为具有体积小、功率密度高、循环寿命长、自放电小、性能价格比高等优点，在便携式电子产品市场占有主导地位，广泛应用于手机、数码相机、笔记本电脑等众多移动电子设备领域。随着通信、医疗、军工、航天产业的迅猛发展，微电子工业、微型医疗器械、电动汽车等高新技术领域对锂离子二次电池的性能和容量提出了更高的要求。

该技术发明团队成员是于运花、李佩文、滕东华、杨小平。

于运花，北京化工大学教授、博导。研究领域：1. 碳纤维增强树脂基复合材料界面优化；2. 有机-无机复合固体电解质材料；3. 碳基复合纳米纤维膜储能材料及器件（锂离子电池、钠离子电池、超级电容器、锂离子电容器等）

本发明所提供的锂离子电池复合薄膜负极材料及其制备方法的有益效果如下：本发明通过静电纺丝法制出碳纳米纤维负载锐钛矿型二氧化钛复合薄膜，并经过水热反应、离子交换和焙烧最终得到一维纳米结构二氧化钛/碳纳米纤维复合薄膜负极材料，并且通过调节水热反应的反应温度、时间和共溶剂，得到具有不同一维结构（纳米管状、纳米线状或两者的混合结构）和不同晶相结构（锐钛矿型、B型或两者的混合结构）二氧化钛及其复合薄膜负极材料，成功实现了调控产物形貌和晶型的目的。该材料具有优异的充放电可逆容量和循环稳定性，可用于锂离子电池、聚合物电池，特别是薄膜型电池。本发明的方法工艺简单、可控性强、成本低廉、环境友好，制备出的复合负极材料的比容量和循环寿命高于目前锂离子电池研究中的二氧化钛类负极材料，能广泛应用于锂离子电池生产中，极大提高电池的性能。

该技术发明专利转化方式有多种，可与企业合作生产，寻找合作企业；可以以技术入股，承担技术支持、技术指导等工作，提高企业产品技术水平；可以专利转让；专利授权使用等。