[发明专利]一种氮掺杂钛酸锂复合材料及其制备方法与锂离子电池

权利要求书

1.一种氮掺杂钛酸锂复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将纳米粒子分散于含有分散剂的溶剂中；

(2)将上述分散有纳米粒子的溶剂分成两部分，往一部分溶液中加入锂源，另一部分溶液中加入钛源，再混合两部分溶液制得溶胶；

(3)将溶胶加热至40～100℃，恒温搅拌4～10h，形成凝胶；

(4)将凝胶在100～200℃下去除溶剂得到前驱体；

(5)将前驱体在惰性气氛下加热到700～1000℃，然后在还原性气氛下煅烧5～20h，最后经冷却、研磨，得到氮掺杂钛酸锂复合材料；

步骤(1)中，所述纳米粒子选自纳米钛、纳米铝、纳米钒、纳米锆、纳米钽、纳米镁、纳米钙、纳米硼、纳米锰、纳米钨、纳米氮化碳和纳米氮化钛中一种或多种；

步骤(5)中，所述还原性气氛选自氨气和氮氢混合气中的一种。

2.根据权利要求1所述的氮掺杂钛酸锂复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述分散剂选自聚乙二醇、十二烷基硫酸钠、三乙基己基磷酸、甲基戊醇、纤维素衍生物、聚丙烯酰胺、古尔胶、脂肪酸聚乙二醇酯和硅烷偶联剂中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的氮掺杂钛酸锂复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述锂源选自氢氧化锂、醋酸锂和硝酸锂中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的氮掺杂钛酸锂复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述钛源选自钛酸丁酯、四氯化钛、偏钛酸、钛酸正丙酯、钛酸异丙酯和乙酰丙酮氧化钛合钛酸酯偶联剂中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的氮掺杂钛酸锂复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述锂源、钛源和纳米粒子的物质的量之比为0.75-0.90:1:0.01-0.1。

6.根据权利要求1所述的氮掺杂钛酸锂复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(5)中，所述惰性气氛选自氩气和氦气中的一种。

7.一种氮掺杂钛酸锂复合材料，其特征在于，采用权利要求1-6任一项所述的氮掺杂钛酸锂复合材料的制备方法制备得到。

8.一种锂离子电池，包括负极，其特征在于，所述负极的材料为权利要求7所述的氮掺杂钛酸锂复合材料。