[发明专利]锂离子电池用TiO2包覆石墨复合颗粒及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种TiO₂包覆石墨复合颗粒的制备方法，其包括下述步骤：(1)将球形石墨与TiO₂溶胶混合搅拌得混合浆料；(2)将混合浆料在惰性气体保护下用喷雾造粒设备进行干燥并造粒，取粒径中值为5-15μm的旋风料，在惰性气体保护下于400-800℃进行热处理，即可；步骤(1)中，所述的球形石墨的粒径中值为5-14μm，所述TiO₂溶胶中TiO₂的浓度为0.2-2.0mol/L；所述球形石墨与TiO₂的摩尔比为60:1-126.7:1；步骤(2)中，所述喷雾造粒设备的进风口温度为：250-350℃，出风口温度为70-100℃；所述喷雾造粒设备为具有雾化盘的喷雾造粒设备，所述的雾化盘为高速离心式雾化盘。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述的TiO₂溶胶采用下述方法制得：在真空和搅拌条件下，在乙醇胺的存在下，钛酸四烷基酯与水发生水解反应，与溶剂混合，搅拌直至得到澄清的溶液，即为TiO₂溶胶；所述的溶剂为碳原子数2-4的醇和/或其水溶液。

3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述的溶剂为乙醇水溶液、丙醇水溶液和丁醇水溶液中的一种或多种；和/或，所述碳原子数2-4的醇的水溶液中水的浓度为10-20mol/L；和/或，所述的钛酸四烷基酯为钛酸四正丁酯和/或钛酸四异丙酯；和/或，所述的乙醇胺为单乙醇胺、二乙醇胺和三乙醇胺中的一种或多种；和/或，所述TiO₂溶胶中TiO₂的浓度为0.3-1.0mol/L。

4.如权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于：所述乙醇胺、钛酸四烷基酯和水的总体积与所述溶剂的体积比为10:1-10:3；和/或，所述的钛酸四烷基酯与水的摩尔比为9:1-2:1；和/或，所述的乙醇胺与钛酸四烷基酯的摩尔比为4:1-1:1；和/或，在水解反应进行2-4小时后加入所述溶剂。

5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述的钛酸四烷基酯与水的摩尔比为8:1-5:1。

6.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述的乙醇胺与钛酸四烷基酯的摩尔比为4:1-2:1。

7.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述球形石墨与TiO₂的摩尔比为80:1-90:1，所述球形石墨的粒径中值为8-10μm。

8.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，所述雾化盘的电机频率为270-320Hz；和/或，所述喷雾造粒设备的进风口温度为：280-300℃，出风口温度为70-80℃。

9.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，在进行所述的干燥时将蒸发量控制在10kg/小时以下；和/或，所述的热处理的操作工艺为：以1.5-2.5℃/min的升温速率，从室温加热至400-800℃，保持3-20小时，即可。

10.如权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述的热处理的操作工艺中，所述加热的终点温度为700-800℃。

11.如权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述的热处理的操作工艺中，所述保持的时间为4-6小时。

12.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述混合搅拌的时间为0.5-4小时；步骤(2)中，所述的惰性气体为氮气或氩气。

13.由权利要求1～12中任一项所述的制备方法制得的TiO₂包覆石墨复合颗粒。

14.如权利要求13所述的TiO₂包覆石墨复合颗粒作为锂离子电池负极材料的用途。

15.如权利要求14所述的用途，其特征在于，所述的锂离子电池为倍率型锂离子电池。