[发明专利]离子掺杂球形Li4Ti5O12/C锂离子电池负极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种制备离子掺杂球形Li₄Ti₅O₁₂/C锂离子电池负极材料的方法，包括如下步骤：

1)将锂源化合物和碳源化合物均匀分散在离子掺杂的氧化钛溶胶中，喷雾干燥得到球形粉体；

2)在惰性气体保护下，将所述球形粉体进行热处理，得到所述离子掺杂球形Li₄Ti₅O₁₂/C锂离子电池负极材料。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤1)中，所述锂源化合物选自LiCO₃、LiNO₃和LiOH·H₂O中的至少一种；所述碳源化合物选自蔗糖、葡萄糖、碳纳米管、酚醛树脂、聚丙烯腈、聚丙烯酸、聚乙二醇和聚乙烯醇中的至少一种；所述离子掺杂的氧化钛溶胶中，所述离子选自La³⁺、Y³⁺和Mn²⁺中的至少一种；

所述步骤2)中，所述惰性气体选自氮气和氩气中的至少一种。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述步骤1)中，所述锂源化合物中锂元素与所述离子掺杂的氧化钛溶胶中钛元素的摩尔比为3.95～4.05∶5；所述碳源化合物占理论生成的所述离子掺杂球形Li₄Ti₅O₁₂/C锂离子电池负极材料的质量百分比为5-30％，优选20％。

4.根据权利要求1-3任一所述的方法，其特征在于：所述步骤1)中，喷雾干燥的进口温度为200-320℃，优选280℃；出口温度为80-120℃，优选100℃；

所述步骤2)中，热处理步骤的温度为600℃～900℃，优选800℃；热处理步骤的时间为6～20小时，优选16小时。

5.根据权利要求1-4任一所述的方法，其特征在于：所述步骤1)中，所述离子掺杂的氧化钛溶胶是按照包括如下步骤的方法进行制备的：

将钛盐化合物与掺杂离子化合物溶于去离子水中混匀后，调节pH值至10，反应完毕得到所述离子掺杂的氧化钛溶胶。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述掺杂离子化合物中的掺杂离子元素与所述钛盐化合物中钛元素的摩尔比为0.1～3∶100，优选1∶100。

7.权利要求1-6任一所述制备方法得到的离子掺杂球形Li₄Ti₅O₁₂/C锂离子电池负极材料。

8.权利要求7所述离子掺杂球形Li₄Ti₅O₁₂/C锂离子电池负极材料在制备锂离子电池负极材料中的应用。

9.权利要求7所述离子掺杂球形Li₄Ti₅O₁₂/C锂离子电池负极材料在制备锂离子电池中的应用。