[发明专利]一种钛酸锂包覆硬碳复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种钛酸锂包覆硬碳复合材料，其特征在于：包括硬碳，包覆在硬碳表面的钛酸锂层，以及包覆在钛酸锂表面的碳层；

其制备方法包括以下步骤：

S1：以含Ti化合物为原料，加入过氧化物和弱碱；

S2：一边搅拌S1的混合物一边加入硬碳；

S3：按去离子水与酒精体积比为1:0.5～5预混成混合溶液，然后加入S2的混合物中，使含Ti化合物水解完全；

S4:在S3的水解物中引入锂源，反应得到钛酸锂纳米球，其中，所述含Ti化合物与锂源的物质的量之比为1:1～2；

S5：在S4的反应物中加入结构导向剂，得到钛酸锂/硬碳前驱体；

S6：将钛酸锂/硬碳前驱体放入烘箱中烘干，然后再放入600～900℃的充满惰性气体的高温炉中退火烧结1～10h，制得钛酸锂包覆硬碳复合材料。

2.根据权利要求1所述的钛酸锂包覆硬碳复合材料，其特征在于：所述钛酸锂层由钛酸锂纳米球组成；所述钛酸锂纳米球的粒径≤200nm，所述硬碳的粒径≤10μm。

3.根据权利要求1所述的钛酸锂包覆硬碳复合材料，其特征在于：所述硬碳质量为钛酸锂质量的29％～45％。

4.根据权利要求1所述的钛酸锂包覆硬碳复合材料，其特征在于：所述含Ti化合物为氮化钛、碳化钛、三氯化钛、二氯化钛、钛酸四丁酯中的其中一种。

5.根据权利要求1所述的钛酸锂包覆硬碳复合材料，其特征在于：所述过氧化物为25～35％的过氧化氢，所述弱碱为20～35％的氨水，其中，每克含Ti化合物需过氧化氢50～80mL，每克含Ti化合物需氨水20～30mL。

6.根据权利要求1所述的钛酸锂包覆硬碳复合材料，其特征在于：所述硬碳包括酚醛树脂热解碳、聚糖醇热解碳、葡萄糖热解碳、炭黑中的至少一种；所述硬碳比容量大于等于200mAh/g，硬碳粒径≤10μm；所述硬碳质量为钛酸锂理论产量的29％～45％。

7.根据权利要求1所述的钛酸锂包覆硬碳复合材料，其特征在于：每克含Ti化合物需去离子水和酒精的混合溶液200～800mL。

8.根据权利要求1所述的钛酸锂包覆硬碳复合材料，其特征在于：所述锂源为氢氧化锂、醋酸锂、碳酸锂、碳酸二氢锂、磷酸二氢锂中的至少一种，且S4中的反应环境为弱碱性。

9.根据权利要求1所述的钛酸锂包覆硬碳复合材料，其特征在于：所述结构导向剂为聚乙烯吡咯烷酮、十六烷基三甲基溴化铵、十六烷基胺、聚氧乙烯脂肪酸酯类表面活性剂、聚氧乙烯脂肪醇醚类表面活性剂、聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物类表面活性剂中的至少一种。