[发明专利]一种电池用负极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种电池用负极材料，其特征在于：包括核结构和壳结构，所述核结构包括质量比为(0.1-10)：1的改性钛酸锂和改性TiNb2O7，所述改性钛酸锂为掺杂有银的钛酸锂，所述改性TiNb2O7为经碳纳米管修饰的TiNb2O7；所述壳结构为碳层。

2.根据权利要求1所述的电池用负极材料，其特征在于：所述核结构的粒径为1μm-15μm。

3.根据权利要求1所述的电池用负极材料，其特征在于：所述壳结构的厚度为500nm-3μm。

4.根据权利要求1所述的电池用负极材料，其特征在于：所述改性钛酸锂中，银的质量百分比为0.1％-2％。

5.根据权利要求1所述的电池用负极材料，其特征在于：所述改性TiNb2O7中，碳纳米管的质量百分比为3％-20％，TiNb2O7具有多孔结构，并且TiNb2O7与碳纳米管相互缠绕。

6.一种权利要求1至5任一项所述的正极材料的制备方法，其特征在于，至少包括如下步骤：

第一步，改性钛酸锂的制备：将二氧化钛、碳酸锂和硝酸银按照化学计量比加入到球磨罐中，加入去离子水作为分散剂，球磨处理8h-15h后，干燥后置入烧结炉中，在空气气氛下以1-8℃/min的升温速率升温至600-800℃，预烧3-9h，再升温至820-950℃，煅烧10-25h后，冷却，得到改性钛酸锂；

第二步，改性TiNb2O7的制备：将碳纳米管加入溶剂中，超声分散，得到溶液A；在惰性气体保护下，将钛酸四丁酯和NbCl5按化学计量比加入水中并搅拌均匀，得到溶液B；将溶液B缓慢滴入溶液A中，在油浴中搅拌并使溶剂蒸发，形成溶胶，干燥，研磨，得到凝胶粉体，然后在800-1000℃下烧结10-30h，得到改性TiNb2O7；

第三步，碳包覆：将第一步得到的改性钛酸锂和第二步得到的改性TiNb2O7按质量比在高速分散剂中均相分散，得到复合粉体，将该复合粉体与碳源均匀混合，经高温烧结后得到负极材料。

7.根据权利要求6所述的正极材料的制备方法，其特征在于，第一步中，碳酸锂过量4wt.％-8wt.％。

8.根据权利要求6所述的正极材料的制备方法，其特征在于，第二步的碳纳米管在使用前经过以下处理：将碳纳米管加入混合无机酸中，然后在油浴锅中于60-90℃下加热回流1-3h后冷却，然后用去离子水洗涤至近中性；所述混合无机酸为盐酸和硝酸的混合物，二者的体积比为(1-5)：1。

9.根据权利要求6所述的正极材料的制备方法，其特征在于，第二步所述溶剂为乙醇、冰醋酸和水的混合溶剂，三者的体积比为(0.5-5)：(0.5-5)：1；惰性气体为氮气或氩气，油浴的温度为80-110℃。

10.根据权利要求6所述的正极材料的制备方法，其特征在于，第三步所述碳源为葡萄糖、蔗糖、沥青、环氧树脂、酚醛树脂和糠醛树脂中的至少一种；烧结温度为600-1100℃，烧结的持续时间为2-10h。