[发明专利]一种掺杂型锂离子电池负极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种掺杂型锂离子电池负极材料，其特征在于所述负极材料的结构式为Ti_xNb_yM_zO₇，式中：0.5≤x≤1.5，1.5≤y≤2.5，0≤z≤0.5，且x+y+z=3，M为Al、Fe、Mg、Zn、Cu中的一种或几种。

2.根据权利要求1所述的掺杂型锂离子电池负极材料，其特征在于所述负极材料的结构式为Ti_0.95Al_0.05Nb₂O₇。

3.根据权利要求1所述的掺杂型锂离子电池负极材料，其特征在于所述负极材料的结构式为Ti_0.97Nb_2.03O₇。

4.根据权利要求1所述的掺杂型锂离子电池负极材料，其特征在于所述负极材料的结构式为Ti_0.99Nb_1.99Zn_0.01Cu_0.01O₇。

5.一种权利要求1所述掺杂型锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于所述方法步骤如下：

一、将Nb₂O₅和TiO₂以及掺杂金属源分别分散在正己烷溶液中，超声、搅拌均匀后混合，继续超声、搅拌，得到分散均匀的溶液；

二、将步骤一得到的溶液倒入球磨罐，调整球质比为20~50:1，在行星式高能球磨机中固定，球磨速率设置为250~450rpm，球磨时间选为5~10h，将球磨得到的浆液在鼓风干燥箱中40~60℃干燥后收集剩余的粉末；

三、将步骤三得到的粉末研磨后在空气或氧气气氛下升温至600~1300℃进行热处理10~30h，然后自然冷却至室温，得到Ti_xNb_yM_zO₇材料。

6.根据权利要求5所述的掺杂型锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于所述升温速率为2~20℃/min。

7.根据权利要求5所述的掺杂型锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于所述掺杂金属源为Al₂O₃、Fe₂O₃、MgO、ZnO、CuO、醋酸锰、醋酸锌、草酸铁、草酸亚铁、草酸锰、草酸锌、草酸铜中的一种或几种。

8.一种权利要求1所述掺杂型锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于所述方法步骤如下：

一、将Nb盐、Ti盐以及掺杂金属盐分别分散在无水乙醇中，超声、搅拌均匀后混合，继续超声、搅拌，得到分散均匀的溶液；

二、在步骤一所得溶液中加入冰醋酸调节pH至2~5后在油浴锅中加热搅拌，温度控制为40~90℃，直至得到溶胶；

三、将步骤二得到的溶胶转移至鼓风干燥箱中，温度调节为50~100℃，直至溶胶转变为凝胶，然后调节温度为80~160℃，干燥得到干凝胶；

四、将步骤三得到的干凝胶研磨细致后放入石英坩埚并转移至管式炉中，空气或氧气气氛下升温至600~1000℃进行热处理10~30h，然后自然冷却至室温，得到的材料即Ti_xNb_yM_zO₇材料。

9.根据权利要求8所述的掺杂型锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于所述升温速率为2~20℃/min。

10.根据权利要求8所述的掺杂型锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于所述Nb盐为Nb₂O₅、NbCl₅、Nb₂(C₂O₄)₅、Nb(C₂H₅O)₅的一种或几种；所述Ti盐为钛酸四丁酯、钛酸异丙酯、乙醇钛中的一种或几种；所述掺杂金属源为Al₂O₃、Fe₂O₃、MgO、ZnO、CuO、醋酸锰、醋酸锌、草酸铁、草酸亚铁、草酸锰、草酸锌、草酸铜中的一种或几种。