[发明专利]一种纳米钛酸锂复合材料及其制备方法、钛酸锂电池

摘要

本发明提供了一种纳米钛酸锂复合材料及其制备方法、钛酸锂电池，该纳米钛酸锂复合材料呈现空心球结构，内核为空心，外壳为钛酸锂及包覆在钛酸锂外表面含有氧化铝的有机高分子碳微球。本发明利用磺化聚苯乙烯微球为模板，添加二氧化钛形成二次模板之后加入锂化合物，混合均匀之后，干燥得磺化聚苯乙烯/钛酸锂复合材料，之后加入溶剂溶解掉磺化聚苯乙烯微球后，放入高分子碳微球混合液中分散、浸泡，过滤得纳米钛酸锂复合材料。本发明所得材料的空心结构以及外层包覆的含有氧化铝的有机高分子碳微球，两者相互协同作用，可以有效提高材料的吸液保液能力、膨胀率及克容量等，最终实现提高锂离子电池的倍率性能、循环性能和安全性能的目的。

主权项

1.一种纳米钛酸锂复合材料，其特征是：该纳米钛酸锂复合材料呈现空心球结构，内核为空心，外壳为钛酸锂及包覆在钛酸锂外表面含有氧化铝的有机高分子碳微球；所述纳米钛酸锂复合材料由包括如下步骤的方法制得：以下各组分以质量份数计：1）在氮气气氛下，首先将10~30份苯乙烯单体加入到200份水中，升温至80℃，搅拌30min，加入30份溶解有0.5~1.0份过硫酸钾的溶液，在80℃下反应24h，冷却即得聚苯乙烯微球乳液，之后取20份上述乳液，离心、水洗后分散到60份浓硫酸中，于40℃下反应8~12h，产物再次离心分离，水洗，即得磺化聚苯乙烯微球；2）取步骤1）制备的磺化聚苯乙烯微球20~100份加入1000份有机溶剂中，搅拌均匀后添加80~150份二氧化钛，继续搅拌形成二次模板，之后添加100~500份锂化合物，混合均匀，干燥后得磺化聚苯乙烯/钛酸锂复合材料；3）取步骤2）得到的磺化聚苯乙烯/钛酸锂复合材料倒入800~1500份四氢呋喃中，搅拌4h，离心分离后，酸洗、干燥，即得纳米钛酸锂空心材料；4）取步骤3）中纳米钛酸锂空心材料100份放入500~1000份高分子碳微球混合液中分散后浸泡0.5~2h，过滤、80℃下干燥 1~5h，即得纳米钛酸锂复合材料。