[发明专利]一种锂离子电池用镁掺杂钛酸锂复合材料的制备方法

摘要

本发明公开了一种锂离子电池用镁掺杂钛酸锂复合材料及其制备方法：将草酸锂、二氧化钛、氢氧化镁、氧化镝混合后球磨，闪蒸得到纳米前驱体；将酚醛树脂、乙二醇混、苯磺酰氯混合均匀制成混合物，将混和物进行碳化，得到平均孔径小于300nm的多孔碳材料；将烘干得到的前驱体和多孔碳球磨、烧结，得到掺杂镁的钛酸锂复合材料。本发明制备的锂离子电池用掺镁的钛酸锂复合材料，特别添加了Dy使其改性，并在表面用特制的多孔碳包覆，使得该复合材料在用于锂离子电池时，具有较高的能量密度和良好的循环稳定性，使得锂离子电池具有高的比容量以及较长的使用寿命。

主权项

一种锂离子电池用镁掺杂钛酸锂复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，制备掺镁钛酸锂前躯体将草酸锂、二氧化钛、氢氧化镁、氧化镝按照Li∶Ti∶Mg∶Dy摩尔比为(3.75‑3.95)∶5∶(0.05‑0.25)∶(0.005‑0.01)比例混合后，球磨，形成粒径为2‑5微米的浆料；将上述浆料过滤、洗涤，干燥得到纳米前驱体；步骤2，制备多孔碳材料首先按(1∶1)‑(1∶3)的重量比将酚醛树脂和乙二醇混合搅拌均匀，随后加入酚醛树脂和乙二醇总重量8‑10％的磺酰氯混合均匀制成混合物，将混和物浇注到模具中，在50‑70℃下保温2‑5h，将初固化后的试样脱模；在初始温度60‑80℃时保温10‑12h，然后温度每增加15℃保温6‑8h，直至温度升至150‑180℃再保温8‑16h；在惰性气体保护下进行碳化：由室温升至600℃，保温1h，升温速率为1‑5℃/min，完成碳化后冷却，得到平均孔径小于300nm的多孔碳材料；步骤3，球磨、烧结将烘干得到的前驱体和多孔碳置于球磨机中，其中多孔碳占前躯体的质量比为5‑10wt％，用无水乙醇做分散剂，转速500‑700r/min条件下，球磨5‑10小时；取出烘干；将烘干后的混合物惰性气体环境下烧结：以5‑10℃/min的升温速度加热到500‑600℃，煅烧5‑10h；再以12‑15℃/min的升温速度加热至700‑800℃，煅烧10‑15h；再以15‑20℃/min的降温速度降至600‑650℃，退火5‑8h，最后冷却，得到掺杂镁的钛酸锂复合材料。