[发明专利]锂离子电池负极材料及其制备方法、负极和锂离子电池

权利要求书

1.一种锂离子电池负极材料，其特征在于，该负极材料的颗粒具有核壳结构，所述核壳结构包括内核、中间壳层和外壳层，所述内核含有TiO₂，所述中间壳层含有Li₄Ti₅O₁₂，所述外壳层含有TiOF₂，所述负极材料的所述中间壳层的平均厚度为10nm-1μm，所述外壳层的平均厚度为10nm-1μm。

2.根据权利要求1所述的负极材料，其特征在于，所述内核的平均粒径为100nm-50μm。

3.根据权利要求1或2所述的负极材料，其特征在于，所述负极材料的所述中间壳层的平均厚度为30nm-225nm，所述外壳层的平均厚度为30nm-250nm，所述内核的平均粒径为500nm-35μm。

4.根据权利要求1或2所述的负极材料，其特征在于，以所述负极材料的总质量为基准，所述内核的含量为80-99重量％，所述外壳层的含量为0.5-10重量％。

5.一种制备锂离子电池负极材料的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

S1、将锂源、第一钛源、第一溶剂和作为内核的TiO₂均匀混合后蒸发除去部分或者全部所述第一溶剂，并且将蒸发得到的固相物料进行第一煅烧处理；

S2、将所述第一煅烧处理后的物料、氟源、第二钛源和第二溶剂混合，并进行溶剂热处理；

S3、将所述溶剂热处理后的物料中的固相取出并进行第二煅烧处理；

其中，相对于1000g的所述作为内核的TiO₂，所述第一钛源的用量为4-100g，所述锂源的用量为2.5-55g，所述第二钛源的用量为17.5-355g，所述氟源的用量为6-125g。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，相对于1000g的所述作为内核的TiO₂，所述第一溶剂的用量为10-500mL，所述第二溶剂的用量为100-1000mL。

7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，步骤S1中所述第一煅烧处理的温度为500-1000℃，煅烧氛围为空气氛围，时间为1-12小时；

步骤S2中所述的溶剂热处理的温度为150-250℃，所述溶剂热处理在密闭条件下的自生压力下进行，时间为2-24小时；

步骤S3中所述第二煅烧处理的温度为150-250℃，煅烧氛围为空气氛围，时间为0.5-3小时。

8.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，作为内核的TiO₂的平均粒径为100nm-50μm，所述锂源包括Li₂O、LiOH、LiH、甲醇锂、乙醇锂和醋酸锂中的至少一种；所述第一钛源包括TiO₂、钛酸四丁酯、TiH₂和Ti(BH₄)₂中的至少一种；所述第二钛源包括钛酸四丁酯、四氟化钛和NH₄TiF₆中的至少一种；所述氟源包括氟化氢铵、氟化氢、NH₄TiF₆和四氟化钛中的至少一种；

所述第一溶剂包括水、乙醇、十八烯和甲苯中的至少一种，所述第二溶剂包括水、乙醇、丙醇和苯甲醇中的至少一种。

9.权利要求5-8中任意一项所述的方法制备得到的锂离子电池负极材料。

10.一种锂离子电池负极，其特征在于，该锂离子电池负极含有权利要求1-4和权利要求9中任意一项所提供的锂离子电池负极材料。

11.一种锂离子电池，其特征在于，该锂离子电池包括正极、负极和电解质，所述负极为权利要求10所述的锂离子电池负极。