[发明专利]钛酸锂-二氧化钛复合材料、其制备方法及由其形成的可充电锂离子电池的负极活性材料

权利要求书

1.一种纳米结晶态钛酸锂-二氧化钛复合材料，包括：纳米级锐钛矿型TiO₂和尖晶石型钛酸锂Li₄Ti₅O₁₂，其中，0.00＜Li/Ti原子比≤0.80。

2.根据权利要求1所述的复合材料，其中锂来源于氢氧化锂、硝酸锂、碳酸锂或它们中的两种或多种混合物；而钛来源于硫酸氧钛溶液水解得到的或市售的纳米锐钛矿型TiO₂。

3.一种根据权利要求1或2所述的复合材料的制备方法，依次包括下述步骤：

（i）将纳米级锐钛矿型TiO₂与锂源均匀混合并研磨，优选机械研磨，更优选通过机械研钵或球磨研磨；

（ii）将步骤（i）的产物在60-200℃、优选70-180℃、或80-150℃下汽蒸2-48小时或6-24小时；

（iii）将步骤（ii）的产物在450-600℃、优选480-550℃、更优选500℃下煅烧2-20小时。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其中在步骤（i）中研磨时间为0.5-4小时，优选为1-1.5小时。

5.根据权利要求3或4所述的制备方法，其中在步骤（i）中，锂与钛的摩尔混合比为0.05-0.70，或0.39-0.60。

6.根据权利要求3－5任一项所述的制备方法，其中纳米级锐钛矿型TiO₂是市售的，或通过硫酸氧钛溶液水解得到。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其中所述硫酸氧钛溶液水解包括下述步骤：

（1）在60-120℃下将硫酸氧钛溶液水热处理2-8小时，以使其发生水解，从而产生纳米锐钛矿型TiO₂沉淀物；

（2）通过过滤、用水洗涤并干燥，收集纳米锐钛矿型TiO₂沉淀物。

8.一种由权利要求3-7任一项所述的制备方法制备的纳米结晶态钛酸锂-二氧化钛复合材料。

9.一种可充电锂离子电池的负极活性材料，包含权利要求1、2或8所述的纳米结晶态钛酸锂-二氧化钛复合材料。

10.根据权利要求9所述的可充电锂离子电池的负极活性材料，具有160-200mAh/g的放电容量和＜10％的第一次循环不可逆容量。

11.一种根据权利要求1、2或8所述的纳米结晶态钛酸锂-二氧化钛复合材料的用途，用作可充电锂离子电池的负极活性材料。