[发明专利]一种三维多孔结构的纳米碳/钛酸锂复合包覆正极材料的制备方法

权利要求书

1.一种三维多孔结构的纳米碳/钛酸锂复合包覆正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1，制备正极材料；

步骤S2，制备黄原胶复合二氧化钛混合液；

步骤S3，将步骤S1制备得到的正极材料加入步骤S2制备得到的黄原胶复合二氧化钛混合液，剧烈搅拌，使黄原胶复合二氧化钛纳米材料均匀包覆在正极材料表面上；

步骤S4，步骤S3的反应浆料经冷冻干燥和真空干燥后，与锂源混合均匀，预烧、退火，得到三维多孔结构的纳米碳/钛酸锂复合包覆正极材料。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S1所述的正极材料为三元正极材料。

3.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述的正极材料的化学式为LiNi_xCo_yMn_zO，其中0.5≤x≤0.9，0.05≤y≤0.2，0.05≤z≤0.3，且x+y+z＝1。

4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述黄原胶复合二氧化钛混合液的制备过程为：(1)将黄原胶和去离子水在强磁力搅拌条件下混合均匀，得到黄原胶溶液A；(2)将含钛化合物与无水乙醇混合均匀，得到含钛化合物与无水乙醇的混合溶液B；(3)搅拌条件下，将混合溶液B逐滴加入黄原胶溶液A中，得到黄原胶复合二氧化钛混合液。

5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述黄原胶的相对分子质量为1×10⁵-2×10⁸；所述黄原胶溶液A中黄原胶的浓度为1-10mg/mL；所述混合溶液B与黄原胶溶液A的质量比为a：b，其中0.1≤a≤0.5，0.5≤b≤0.9，a+b＝1。

6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S3中，步骤S1制备得到的正极材料与步骤S2制备得到的黄原胶复合二氧化钛混合液的质量比为c:d，其中0.1≤c≤0.5，0.5≤d≤0.9，c+d＝1。

7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S4中所述冷冻干燥的温度为-80—-10℃，压力为0.01-1.0MPa，时间为2-6h；所述真空干燥的温度为100-140℃，压力为0.01-0.10MPa，干燥时间为8-15h。

8.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S4中所述预烧的温度为300-400℃，预烧时间为10-15h；所述退火升温速率为2-5℃/min，退火温度为600-800℃，退火时间为10-15h；在所述的预烧和退火阶段，在反应炉中通入氩气、氮气、氦气和氩氢混合气中的至少一种，气体流量为0.05-0.2L/min。

9.一种三维多孔结构的纳米碳/钛酸锂复合包覆正极材料，其特征在于，由权利要求1-8任一项所述的制备方法制备得到。

10.如权利要求9所述的三维多孔结构的纳米碳/钛酸锂复合包覆正极材料，其特征在于，碳含量为5-15wt％；钛酸锂含量为0.5-2wt％。