[发明专利]一种复合材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种复合材料，其特征在于，所述复合材料包括磷酸钛锂和化合物A；

所述化合物A包覆在所述磷酸钛锂的表面；

所述化合物A选自氧化石墨烯、还原氧化石墨烯中的至少一种。

2.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述复合材料中，化合物A的质量含量为0.5～5％。

3.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述复合材料中还包括电荷吸附剂；所述电荷吸附剂位于所述化合物A和所述磷酸钛锂之间。

4.根据权利要求3所述的复合材料，其特征在于，所述电荷吸附剂选自磷酸二氢氨、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、聚二烯丙基二甲基氯化铵、聚丙烯腈-双氰胺、壳聚糖、聚脒、聚乙烯胺、聚季铵盐中的至少一种。

5.根据权利要求3所述的复合材料，其特征在于，所述复合材料中，电荷吸附剂的质量含量为0.5～2％。

6.权利要求1至5任一项所述的复合材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括：

(1)获得磷酸钛锂；

(2)将含有磷酸钛锂、化合物A和电荷吸附剂的物料，电荷吸附，即可得到所述复合材料。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述磷酸钛锂、化合物A和电荷吸附剂的摩尔比为1～2：1～2：2～6；

优选地，所述方法包括：

(1)将含有磷酸钛锂的溶液I和含有电荷吸附剂的溶液II混合，电荷吸附，得到溶液C；

(2)将所述溶液C和含有化合物A的溶液III混合，电荷吸附，即可得到所述复合材料；

优选地，所述溶液I的浓度为0.02～0.10M；

所述溶液III的浓度为0.2～1.0mg mL^-1；

所述溶液II的浓度为0.2～0.6mg mL^-1；

优选地，所述步骤(1)包括：

(1-1)将含有锂源、钛源、磷源的原料，球磨，得到浆料；

(1-2)将所述浆料烧结，即可得到所述磷酸钛锂；

优选地，步骤(1-1)所述的锂源、钛源、磷源的摩尔比为1～1.3:2：3；

其中锂源以锂元素摩尔量计、钛源以钛元素摩尔量计、磷源以磷元素摩尔量计；

优选地，所述锂源选自醋酸锂、碳酸锂、氢氧化锂中的至少一种；

所述钛源选自二氧化钛、偏钛酸、磷酸钛中的至少一种；

所述磷源选自磷酸二氢氨、磷酸氢二铵、磷酸二氢锂中的至少一种；

优选地，步骤(1-2)所述的烧结的条件为：

在非活性气氛下进行；

升温程序为阶梯式升温：先在100℃～350℃保温0.5h～6h，然后在350℃～450℃保温0.5h～6h，之后在450℃～650℃保温0.5h～6h，最后在650℃～1000℃保温2～10h。

8.一种负极材料，其特征在于，所述负极材料选自权利要求1至5任一项所述的复合材料、根据权利要求6或7所述方法制备得到的复合材料中的至少一种。

9.一种水系锂离子电池，其特征在于，包括：负极，所述负极的负极材料选自权利要求8所述的负极材料中的至少一种。

10.根据权利要求9所述的水系锂离子电池，其特征在于，还包括：正极、正极集流体、隔膜、负极集流体和水系电解液；

所述正极的正极材料选自锰酸锂、磷酸铁锂、钴酸锂、镍锰钴三元正极、镍锰铝三元正极中的至少一种；

所述水系电解液中含有氯酸锂、硫酸锂、硝酸锂、甲酸锂、磷酸锂中的至少一种；

所述正极集流体和所述负极集流体独立地选自碳基材料或金属中的至少一种；

优选地，所述碳基材料选自玻璃碳、石墨箔、石墨片、碳布、碳毡、碳纤维中的至少一种；

所述金属选自Ni、Al、Fe、Cu、Pb、Ti、Cr、Mo中的至少一种；

优选地，所述金属经过钝化处理后使用。