[发明专利]一种碳包覆钬掺杂钛酸锂复合负极材料的制备方法

摘要

本发明涉及一种碳包覆钬掺杂钛酸锂复合负极材料的制备方法，包括如下步骤：(1)制备包覆用碳粒子；(2)选用碳酸氢锂、二氧化钛和氧化钬为原料，将三种原料混合后，加入占上述三种原料总重3-5wt％的上述包覆用碳粒子，加入丙酮分散剂，在球磨机上球磨，真空干燥后得碳包覆钬掺杂钛酸锂前躯体；(3)将干燥后得碳包覆钬掺杂钛酸锂前躯体在氦气气氛下烧结制备得到产品。本发明制备的锂离子电池用碳包覆钬掺杂钛酸锂复合负极材料，先通过钬对钛酸锂进行掺杂以改善钛酸锂的导电性能，然后通过特定工艺制备的具有中空结构的碳粒子进行包覆，进一步改善其导电性和循环稳定性。

主权项

一种碳包覆钬掺杂钛酸锂复合负极材料的制备方法，包括如下步骤：(1)制备包覆用碳粒子作为油相成分，将100重量份的单体二乙烯基苯、100‑150重量份的中空剂正戊烷、5‑10重量份的纳米硅粉、7‑10重量份的丙酮分散剂进行混合，超声波分散后，进而添加有机过氧化物作为聚合引发剂，制成单体混合物，另外，作为水相成分，将500重量份的去离子水、10‑20重量份的作为分散剂的聚丙烯醇进行混合；将得到的油相成分和水相成分混合，用超声波分散，制成悬浮液，将得到的悬浮液在氦气流下、温度90‑95℃下搅拌、保持8‑10h，将聚合而得的粒子清洗，干燥，得到树脂粒子，将得到的树脂粒子在空气氛围下、温度400‑450℃下热处理1‑2h，在氦气气氛下、温度1200‑1350℃下烧结4‑5h，得到包覆用碳粒子；(2)制备碳包覆钬掺杂钛酸锂前躯体选用碳酸氢锂、二氧化钛和氧化钬为原料，其中碳酸氢锂和二氧化钛的摩尔比为0.805‑0.82∶1，氧化钬占三种原料总重的0.5‑1.5wt％，将三种原料混合后，加入占上述三种原料总重3‑5wt％的上述包覆用碳粒子，加入丙酮分散剂，在球磨机上以转速300‑400r/min球磨8‑10h，真空干燥后得碳包覆钬掺杂钛酸锂前躯体；(3)烧结将干燥后得碳包覆钬掺杂钛酸锂前躯体在氦气气氛下烧结，以5‑10℃/min速率升温，在温度800‑900℃恒温烧结10‑15h，以10‑15℃/min降温，制备得到产品。