[发明专利]锂离子电池负极材料、其制备方法及全固态电池

权利要求书

1.一种锂离子电池负极材料，其特征在于，所述锂离子电池负极材料为铌/钛复合氧化物，所述铌/钛复合氧化物的通式为Ti_xNb_yO_3y-x，其中，0<x<5，1≤y≤15，3y-x＞0。

2.根据权利要求1所述的锂离子电池负极材料，其特征在于，所述铌/钛复合氧化物一次聚集而成的球状颗粒的平均粒径为30～1000nm。

3.根据权利要求1所述的锂离子电池负极材料，其特征在于，所述铌/钛复合氧化物为单一的纯相材料，其晶体结构为剪切ReO₃结构。

4.权利要求1-3中任一项所述锂离子电池负极材料的制备方法，其包括以下步骤：

步骤一：将铌前驱体有机溶液、氢离子浓度为0.2～3mol/L的酸性溶液和表面活性剂混合，得到反应液；

步骤二：以钛前驱体中所含的Ti与铌前驱体中所含Nb的摩尔比计，将钛前驱体按Ti:Nb＝x:y的摩尔比与所述反应液混合，反应2～6小时后经干燥得到固化物；

步骤三：将所述固化物置于600～1000℃温度下处理2～4h，得到铌/钛复合氧化物。

5.根据权利要求4所述锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于，

所述铌前驱体包括乙醇铌、氯化铌、硝酸铌和草酸铌中的一种或几种；

所述表面活性剂包括十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钙、十六胺和十六烷基三甲基溴化铵中的一种或几种；

所述钛前驱体包括硫酸钛、异丙醇钛、四氯化钛和正钛酸四丁酯中的一种或几种。

6.根据权利要求4所述锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于，所述酸性溶液由至少一种强酸溶液和至少一种弱酸溶液混合而成；

所述强酸溶液包括37％的浓盐酸和/或68％的硝酸溶液；所述弱酸包括冰醋酸和/或草酸。

7.根据权利要求4所述锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于，所述铌前驱体、酸性溶液与表面活性剂的投料比为0.5～5g：6.4～50ml：0.01～0.5g，且所述铌前驱体有机溶液的溶剂包括水溶性有机溶剂。

8.一种全固态锂离子电池，其包括正极材料，固态电解质，以及由权利要求1～4中任一项所述的锂离子电池负极材料。

9.根据权利要求8所述的全固态锂离子电池，其特征在于，所述正极材料包括LiNbO₃包覆的LiCoO₂、LiFePO₄、镍钴铝复合氧化物、镍钴锰复合氧化物中的一种或几种；

所述固态电解质包括硫化物基固态电解质、氧化物基固态电解质和导电高分子固态电解质中的一种或几种。

10.根据权利要求9所述的全固态锂离子电池，其特征在于，

所述硫化物基固态电解质包括卤素掺杂的Li₂S-X和/或卤素掺杂的Li₂S-MeS₂-P₂S₅，其中，X表示P₂S₅、SiS₂、GeS₂、P₂S₅、B₂S₃和Al₂S₄中的一种或几种，Me表示Si,Ge,Sn和Al中的一种或几种，卤素包括Cl、Br和I中的一种或几种；

所述氧化物基固态电解质包括LiPON、NASICON和石榴石型固态电解质中的一种或几种；

所述导电高分子固态电解质包括PEO聚氧化乙烯、PAN聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯PMMA、聚氯乙烯PVC和聚偏氟乙烯PVDF中的一种或几种。