[发明专利]一种改性钛酸锂复合材料及其制备方法与锂离子电池

摘要

本发明公开一种改性钛酸锂复合材料及其制备方法与锂离子电池。本发明先将钛酸锂进行氮化处理，然后将氮化处理过的钛酸锂和氧化石墨烯混合均匀，在惰性气氛或还原性气氛中700～1100℃下煅烧3～10min，即得到改性钛酸锂复合材料。本发明与现有技术相比，采用了电子导电率极大的石墨烯与氮化钛酸锂复合制备改性钛酸锂复合材料，制备工序简单灵活，所用钛酸锂可以是通过任何方法合成而不会影响复合材料性能，且可以适用于对现有钛酸锂材料的改性生产。制备的石墨烯基钛酸锂复合材料大倍率性能良好，并具有较高比容量，可广泛应用于各种便携式电子设备和各种电动车所需的锂离子电池。

主权项

1.一种改性钛酸锂复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）制备纳米钛酸锂粉体：将锂源和钛源分别溶于溶剂中，混合两种溶液并加入乙酸；加热至40～100℃，恒温搅拌4～10h；在80～120℃下烘干得到前驱体；将所述前驱体分散在去离子水中，经喷雾干燥制得粉体；将所述粉体在700～1000℃下煅烧6～18h；再经冷却，研磨，即得纳米钛酸锂粉体；（2）制备氮化钛酸锂粉体：将所得纳米钛酸锂粉体在氮气氛中加热到700～1000℃进行氮化处理5～10h，得到氮化钛酸锂粉体；（3）制备氧化石墨烯：将天然鳞片石墨和硝酸钠混合，加入浓硫酸，冰水浴中搅拌10～20min，再加入高锰酸钾，冰水浴中反应0.5～1h，20～25℃下搅拌24～48h后，加入去离子水和双氧水反应10～20min，离心分离；分离产物经洗涤，再经过离心分离、干燥即得氧化石墨烯；（4）制备改性钛酸锂复合材料：将制备好的氮化钛酸锂粉体和氧化石墨烯混合均匀，在惰性气氛或还原性气氛中700～1100℃下煅烧 3～10min，得到改性钛酸锂复合材料。