[发明专利]一种铝铁掺杂钛酸锂负极材料的制备方法

摘要

本发明公开了一种铝铁掺杂钛酸锂负极材料的制备方法，所述方法通过水热法，将Al3+和Fe3+按照一定的比例掺入钛酸锂的晶格结构中，用此种方法合成的新型负极材料仍是尖晶石结构，扩宽了锂离子的扩散通道，减小了锂离子的扩散阻力从而提高了材料的离子电导率；本发明将硬碳成分用于负极材料碳包覆剂，负极材料比容量高，循环性能和倍率性能优良。

主权项

一种铝铁掺杂钛酸锂负极材料的制备方法，该方法包括如下步骤：（1）制备铝铁掺杂钛酸锂所述铝铁掺杂钛酸锂的分子式为Li4‑xTi4AlxFeO12，其中0.95≤x≤1.05；将钛酸四丁酯溶于乙二醇溶液中形成钛溶液；将柠檬酸锂、氯化铝、硝酸铁加入去离子水中，配制成混合溶液；在搅拌状态下，将混合溶液加入到钛溶液中，充分混合均匀得复合溶液；将复合溶液转移到反应釜中，于180‑195℃条件下加热25‑30h，经过抽滤干燥后得到前驱体；将前驱体在空气气氛下、温度为600‑800℃的条件下煅烧8‑10h，得到铝铁掺杂钛酸锂；（2）称取淀粉溶于无水乙醇中，搅拌5‑6h，形成均一溶液，然后向溶液中加入上述铝铁掺杂钛酸锂以及与交联剂，在120‑180℃条件下交联10‑18h，得到固态前驱体；其中淀粉、铝铁掺杂钛酸锂、无水乙醇和交联剂的质量比为1：（15‑20）：（30‑45）：（0.5‑0.7）；（3）将固态前驱体进行粉碎和筛分，得到粒径为10‑20μm的硬炭包覆粉体前驱体；在流通的惰性气体保护下，将硬炭包覆粉体前驱体装入管式炉中，并以5‑8℃/min的升温速度加热至450‑580℃，保温3‑5h，进行预碳化；预碳化过程结束后，再以10‑15℃/min的升温速度将管式炉的温度升至1000‑1200℃将材料碳化，得到碳包覆铝铁掺杂钛酸锂负极材料。