[发明专利]一种锂电池锰基复合负极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种锂电池锰基复合负极材料，其特征在于：所述的锂电池锰基复合负极材料为20-200nm的微粒，所述的锂电池锰基复合负极材料为采用含锰化合物、石墨烯制成固体Mn₃O₄/石墨烯复合负极材料，再与含锂化合物和含钛化合物制成的Mn₃O₄/石墨烯/钛酸锂纳米复合负极材料，所述的含锰化合物和石墨烯的质量比为20:1-2:1，所述的含锂化合物与含钛化合物中的锂元素与钛元素原子比为3:5-5:5，所述的固体Mn₃O₄/石墨烯复合负极材料与含钛化合物的质量比为10:1-100:1。

2.根据权利要求1所述的一种锂电池锰基复合负极材料，其特征在于：其特征在于：所述的含锂化合物为碳酸锂。

3.根据权利要求1所述的一种锂电池锰基复合负极材料，其特征在于：其特征在于：所述的含钛化合物的粒径为50nm。

4.根据权利要求1所述的一种锂电池锰基复合负极材料制备方法，其特征在于：包括以下工艺步骤：

A、将含锰化合物溶于溶剂中，配制成质量浓度为1-10%的含锰化合物溶液；

B、按含锰化合物与石墨烯质量比20:1-2:1称取石墨烯，加入到步骤A得到的含锰化合物溶液中，充分搅拌，得到混合溶液；

C、向步骤B中得到混合溶液中滴加氨水，调节pH至8-10，并搅拌反应1-5h，得到Mn₃O₄/石墨烯混合液；

D、将步骤C得到的Mn₃O₄/石墨烯混合液在150-200℃下反应1-5h，反应完毕后冷却，得到反应液；

E、使用离心、过滤或抽滤的方法处理步骤D得到的反应液，将得到的沉淀用溶剂洗涤3-5遍，干燥，得到固体Mn₃O₄/石墨烯复合负极材料；

F、按锂元素与钛元素原子比3:5-5:5称取含锂化合物和含钛化合物，然后按照固体Mn₃O₄/石墨烯复合负极材料与含钛化合物质量比10:1-100:1称取固体Mn₃O₄/石墨烯复合负极材料，将三种固体均匀混合，并采用常规的高能球磨进行分散，得到含锂化合物、含钛化合物和固体Mn₃O₄/石墨烯复合负极材料的固体混合物；

G、取步骤F中得到的固体混合物放入加热炉中，在惰性气氛下以0.1-1℃/min的升温速率升至600-1000℃，加热处理0.2-5h，然后在惰性气氛下冷却至室温，得到本发明的Mn₃O₄/石墨烯/钛酸锂纳米复合负极材料即锂电池锰基复合负极材料。

5.根据权利要求4所述的一种锂电池锰基复合负极材料制备方法，其特征在于：在步骤A和步骤E中的溶剂为水、乙醇、丙酮、甲酸、正己烷或者甲苯中的任意一种。

6.根据权利要求4所述的一种锂电池锰基复合负极材料制备方法，其特征在于：在步骤B与步骤C中所述的搅拌是指在0-80℃，转速为100-1500r/min下进行搅拌。

7.根据权利要求4所述的一种锂电池锰基复合负极材料制备方法，其特征在于：在步骤D中，所述的在150-200℃下反应1-5h是指在水热釜中进行反应。

8.根据权利要求4所述的一种锂电池锰基复合负极材料制备方法，其特征在于：在步骤G中，所述的加热炉为回转炉。

9.根据权利要求4所述的一种锂电池锰基复合负极材料制备方法，其特征在于：在步骤G中，所述的惰性气氛为氮气气氛。

10.一种采用权利要求1中所述的锂电池锰基复合负极材料制成的锂电池。