[发明专利]斜方锰矿石材料及其制备方法、负极和锂电池

权利要求书

1.一种斜方锰矿石材料，该材料具有以下通式：

LiV_xL_(1-x)Ti_yM_(1-y)O₄，

其中，L选自Al、Cr、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Y、Nb、La和Ce中的一种；

M选自Mg、Al、Si、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Nb、Mo、Sn、La和Ce中的一种；

L与M不同时存在；

x、y为摩尔百分比，且0﹤x≤1，0﹤y≤1,x+y=2。

2.根据权利要求1所述的材料，其特征在于，所述LiV_xL_(1-x)Ti_yM_(1-y)O₄为LiVTiO₄。

3.根据权利要求1所述的材料，其特征在于，所述LiV_xL_(1-x)Ti_yM_(1-y)O₄经过高温碳化处理在所述LiV_xL_(1-x)Ti_yM_(1-y)O₄表面形成碳层，从而形成碳化复合材料。

4.根据权利要求3所述的材料，其特征在于，所述碳层在所述碳化复合材料中的重量百分含量为0.1%-20%。

5.根据权利要求4所述的材料，其特征在于，所述碳层在所述碳化复合材料中的重量百分含量为3%-10%。

6.一种斜方锰矿石材料的制备，包括如下步骤：

其中，所述斜方锰矿石材料LiV_xL_(1-x)Ti_yM_(1-y)O₄的制备法包括如下步骤：

（1）将V₂O₃、TiO₂、Li₂CO₃、L₂O₃、MO₂按LiV_xL_(1-x)Ti_yM_(1-y)O₄中所含元素的摩尔比混合均匀；

其中，L选自Al、Cr、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Y、Nb、La和Ce中的一种；

M选自Mg、Al、Si、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Nb、Mo、Sn、La和Ce中的一种；

L与M不同时存在；

x、y为摩尔百分比，且0﹤x≤1，0﹤y≤1,x+y=2；

（2）在管式炉的氮气气氛中，以5℃/分钟的速率将步骤（1）得到的混合物从室温从升温至950℃，并在该温度下保持8~20小时，后自然冷却至室温得到斜方锰矿石材料。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，得到的LiV_xL_(1-x)Ti_yM_(1-y)O₄经过高温碳化处理，在所述LiV_xL_(1-x)Ti_yM_(1-y)O₄表面形成碳层，从而形成碳化复合材料。

8.一种负极，该负极包括集流体和负载在该集流体上的负极材料，其特征在于，所述负极材料含有如权利要求1至5任一所述的材料。

9.一种锂电池，该电池包括正极、电解液和如权利要求8所述的负极。