[发明专利]一种Al、F、R掺杂钛酸锂负极材料的制备方法与应用

权利要求书

1.一种Al、F、R掺杂钛酸锂负极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）配置醋酸锂的乙醇溶液，之后加入去离子水，并缓慢搅拌；

（2）向步骤（1）得到的溶液中缓慢滴加钛酸四丁酯并继续搅拌，加入硝酸；

（3）加入冰醋酸，剧烈搅拌后形成溶胶；

（4）向步骤（3）得到的溶胶中加入R_xAlO₂·R_xF复合盐的乙醇溶液，静置得到凝胶；其中R为Na、Mg、Zr或Sn元素，x=0.25~1；

所述R_xAlO₂·R_xF复合盐的加入量为0.01~0.1mol；

所述R_xAlO₂·R_xF复合盐由以下方法制备：

（4-1）60~80℃下同时在水中加入摩尔比0.5~3：1的R_xAlO₂以及R_xF，搅拌溶解，于100Hz微波处理1-3h；

（4-2）置于冰水浴中结晶过滤即得；

（5）将步骤（4）得到的凝胶于60~80℃恒温6~12 h，得到前驱体；

（6）将所述前驱体于300~400℃进行第一步煅烧，然后升温至900~1100℃进行第二步煅烧，两步煅烧时间共12小时，之后冷却至室温后研磨得到所述Al、F、R掺杂钛酸锂负极材料。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述醋酸锂的乙醇溶液，浓度为0.25~1M。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（2）中，所述醋酸锂与所述钛酸四丁酯摩尔比为0.80~0.85:1。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（3）中，所述冰醋酸与所述醋酸锂的摩尔比为2:1。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（4）中，所述R_xAlO₂·R_xF复合盐的乙醇溶液，浓度为0.25~1M。

6.一种由权利要求1-5任一所述方法制备得到的Al、F、R掺杂钛酸锂负极材料。

7.一种采用由权利要求1-5任一所述方法制备得到的Al、F、R掺杂钛酸锂负极材料制备锂离子电池负极的方法，其特征在于，包括以下步骤：

将所述Al、F、R掺杂钛酸锂负极材料、聚偏氟乙烯和超级炭黑混合后分散于N-甲基吡咯烷酮中，搅拌使聚偏氟乙烯溶解，并混合均匀，然后涂布于5~20微米厚的双面光铜箔上，得到负极铜箔片，裁剪后直接与锂片组装成锂离子半电池。