本發明涉及鈉離子電池技術領域，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用。

背景技術：

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特優勢。其一，原料豐富易得，可降低制作成本。其二，其具有優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，容量較低等問題，限制了鈉離子電池進一步的實際應用。要得到循環性能好，比容量高，大電流充放電性能好的鈉離子電池負極材料一直以來是科學家的研究重點。研究較多的鈉電負極材料有碳基材料，合金類材料,鈦酸鹽類材料，以及一些過渡金屬氧化物及硫化物，但他們的電化學性能都不甚理想。目前，將鈦酸鉛類材料應用于鈉離子電池負極材料中還不常見。我們期望通過對鈦酸鉛材料的研究進一步提高鈉離子電池的充放電性能，提高其實用性。

目前還未有制備鈦酸鉛PbTi_0.8O_2.6納米球的相關專利報道。

技術實現要素：

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

為實現本發明的目的，采用如下技術方案：

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，移入50毫升的反應釜中，置于120度的烘箱中，反應2-10小時，將所得產品水洗一遍后，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：

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

稱取各個原料混合研磨后均勻地涂在銅箔上做負極，參比電極和對電極均為金屬鈉，電解質為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。

本發明與現有技術比較具有以下優點：

（1）本發明通過一步水熱法制備一種鈦酸鉛PbTi_0.8O_2.6納米球，工藝簡單，成本低廉，能耗少，重現性好；

（2）本發明所制備的鈦酸鉛PbTi_0.8O_2.6納米球作鈉電池負極得到的鈉電池具有很高的比容量和優良的倍率性能；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，當電流密度回到0.05 A g^-1時，其容量又回到205 mA h g^-1 ，體現了其較高的比容量和優良的倍率性能。

附圖說明

圖1 實施例2制備的PbTi_0.8O_2.6納米球的XRD譜圖。

圖2 實施例2制備的PbTi_0.8O_2.6納米球的掃描電鏡圖。

圖3 實施例2制備的PbTi_0.8O_2.6納米球的倍率性能圖。

具體實施方式

為進一步公開而不是限制本發明，以下結合實例對本發明作進一步的詳細說明。

實施例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，移入50毫升的反應釜中，置于120度的烘箱中，反應2小時，將所得產品水洗一遍后，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，按質量比計，無定型鈦酸鉛納米球：聚偏氟乙烯：乙炔黑＝60：30：10；

將各個原料混合研磨后均勻地涂在銅箔上做負極，參比電極和對電極均為金屬鈉，電解質為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% （占溶液的總體積分數）FEC溶液混合。

實施例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，移入50毫升的反應釜中，置于120度的烘箱中，反應4小時，將所得產品水洗一遍后，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，按質量比計，PbTi_0.8O_2.6納米球：聚偏氟乙烯：乙炔黑＝60：30：10；

將各個原料混合研磨后均勻地涂在銅箔上做負極，參比電極和對電極均為金屬鈉，電解質為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% （占溶液的總體積分數）FEC溶液混合。

實施例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，移入50毫升的反應釜中，置于120度的烘箱中，反應6小時，將所得產品水洗一遍后，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，按質量比計，PbTi_0.8O_2.6納米球：聚偏氟乙烯：乙炔黑＝60：30：10；

將各個原料混合研磨后均勻地涂在銅箔上做負極，參比電極和對電極均為金屬鈉，電解質為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% （占溶液的總體積分數）FEC溶液混合。

以上所述僅為本發明的較佳實施例，凡依本發明申請專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應屬本發明的涵蓋范圍。