[发明专利]一种锂离子电池Si/Li4Ti5O12/CNT复合负极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种锂离子电池复合负极材料，包括由钛酸锂包覆纳米硅构成的复合颗粒和复合在该复合颗粒表面的碳纳米管。

2.如权利要求1所述的锂离子电池复合负极材料，其特征在于，所述复合颗粒为微米级。

3.如权利要求1或2所述的锂离子电池复合负极材料，其特征在于，所述锂离子电池复合负极材料中纳米硅含量为20~70wt%，进一步优选为30~65wt%，特别优选为40~60wt%；

优选地，所述锂离子电池复合负极材料中钛酸锂含量为20~70wt%，进一步优选为25~60wt%，特别优选为30~50wt%；

优选地，所述锂离子电池复合负极材料中碳纳米管含量为1~20wt%，进一步优选为3~15wt%，特别优选为5~10wt%。

4.一种如权利要求1-3任一项所述锂离子电池复合负极材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）将纳米硅和钛酸锂在溶剂中分散，再进行球磨湿混，使钛酸锂包覆纳米硅；

（2）将碳纳米管在溶剂中分散；

（3）将步骤（1）得到的浆料与步骤（2）得到的混合液混合，喷雾干燥，得到锂离子电池Si/Li₄Ti₅O₁₂/CNT复合负极材料。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述纳米硅为球形硅；

优选地，所述纳米硅粒径为5~50纳米，进一步优选为10~40纳米，特别优选为20~30纳米；

优选地，所述钛酸锂为粉体；

优选地，所述钛酸锂粒径为0.1~5μm，进一步优选为0.5~3μm，特别优选为0.8~1.5μm。

6.如权利要求4或5所述的方法，其特征在于，步骤（1）中所述分散为超声分散；

优选地，步骤（1）中所述分散时间为至少1小时，进一步优选2~48小时，特别优选3~24小时；

优选地，步骤（1）中所述溶剂为水、乙醇、丙酮、四氢呋喃、苯、甲苯、二甲苯、二甲基甲酰胺中的1种或至少2种的组合，特别优选水。

7.如权利要求4-6任一项所述的方法，其特征在于，步骤（1）中所述球磨转速为200~600转/分钟，进一步优选为250~550转/分钟，特别优选为300~500转/分钟；

优选地，步骤（1）中所述球磨时间为至少1小时，进一步优选为1.5~20小时，特别优选为2~15小时。

8.如权利要求4-7任一项所述的方法，其特征在于，步骤（2）中所述分散为超声分散；

优选地，步骤（2）中所述分散时间为至少10分钟，进一步优选为15~100分钟，特别优选为20~60分钟；

优选地，步骤（2）中所述溶剂为水、乙醇、丙酮、四氢呋喃、苯、甲苯、二甲苯、二甲基甲酰胺中的1种或至少2种的组合，特别优选水。

9.如权利要求4-8任一项所述的方法，其特征在于，步骤（1）和步骤（2）所述溶剂种类相同；

优选地，所述喷雾干燥入口温度为150~400℃，进一步优选为180~350℃，特别优选为200~300℃；

优选地，所述喷雾干燥出口温度为60~110℃，进一步优选为70~100℃，特别优选为75~95℃。

10.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

（1）将纳米硅和钛酸锂在水溶液中超声分散，再进行球磨湿混，使钛酸锂包覆纳米硅；

（2）将碳纳米管在水溶液中超声分散；

（3）将步骤（1）得到的浆料与步骤（2）得到的混合液混合，喷雾干燥，得到锂离子电池Si/Li₄Ti₅O₁₂/CNT复合负极材料。