[发明专利]一种聚苯胺包覆钛酸锂负极材料的制备方法

说明书

本发明公开一种聚苯胺包覆钛酸锂负极材料的制备方法，包括有以下步骤：（1）钛酸锂的制备：采用高温固相合成钛酸锂；（2）聚苯胺包覆钛酸锂：将聚苯胺和钛酸锂放入装有水的双层玻璃反应釜中，搅拌桨转数为10‑70Hz，聚苯胺包覆量为0.5‑5%；（3）油浴加热；（4）烘箱干燥：将放出的物料置于烘箱中进行干燥，烘箱温度为90‑130℃；（5）球磨粉碎。本发明制得的聚苯胺包覆钛酸锂具有优异的电化学性能，可用于制备作为锂离子电池负极材料新能源材料，本发明方法使用油浴加热高压釜，未涉及高温，能耗低，密闭环境下对环境污染低，工艺简单，操作方便，生产设备少，从而进一步降低成本。

技术领域

本发明涉及负极材料领域技术，尤其是指一种聚苯胺包覆钛酸锂负极材料的制备方法。

背景技术

随着新兴经济的快速发展，全球能源消耗量急剧增长。锂离子电池以其高电压、高能量密度、循环寿命长、安全性能好、成本低廉等优点在电脑、相机和移动电话等便携式电子设备上已经得到了广泛的应用。近年来，世界各国都在积极开展锂离子电池运用于混合动力电动汽车（HEV）、纯电动汽车（PEV）等的研究，但锂离子电池作为车载动力电池的主要瓶颈是锂离子电池负极材料的性能。

尖晶石型的钛酸锂具有很高的结构稳定性和较长的循环寿命，是具有应用前景的锂离子电池负极材料之一。钛酸锂在充放电过程中具有较高的嵌锂电位，可避免锂枝晶的出现和SEI膜的形成，且其在充放电过程中体积几乎不变，因此被称为“零应变材料”。然而，钛酸锂作为一种半导体材料，其电导率很低，这非常不利于电子的传输从而影响了材料的电化学性能。所以，钛酸锂材料作为负极材料的研发主要集中在提高嵌锂扩散能力和提升材料在负极应用时的电子电导能力。

发明内容

有鉴于此，本发明针对现有技术存在之缺失，其主要目的是提供一种聚苯胺包覆钛酸锂负极材料的制备方法，其能有效解决钛酸锂作为负极材料导电性差的问题。

为实现上述目的，本发明采用如下之技术方案：

一种聚苯胺包覆钛酸锂负极材料的制备方法，包括有以下步骤：

（1）钛酸锂的制备：采用高温固相合成钛酸锂，其步骤为：称取碳酸钾和二氧化钛，将所称材料放入室温马弗炉，升温速度为4-6℃/min，到预定温度800℃后恒温2-10小时；保温预定时间后取出，在室温下冷却；

（2）聚苯胺包覆钛酸锂：将聚苯胺和钛酸锂放入装有水的双层玻璃反应釜中，搅拌桨转数为10-70Hz，聚苯胺包覆量为0.5-5%；

（3）油浴加热：在双层玻璃反应釜夹层中外接温度为80-120℃的循环导热油，待双层玻璃反应釜中液体蒸发后，将物料从双层玻璃反应釜下口放出；

（4）烘箱干燥：将放出的物料置于烘箱中进行干燥，烘箱温度为90-130℃；

（5）球磨粉碎：物料烘干后用球磨机粉碎，粉碎时间为3-15小时，然后用150-400目振动筛子过筛，获得聚苯胺包覆钛酸锂负极材料。

作为一种优选方案，所述步骤（1）中升温速度为5℃/min。

作为一种优选方案，所述步骤（1）中恒温时间为2、4、6、8或10小时。

作为一种优选方案，所述步骤（2）中搅拌桨转速为10、30、50或70Hz

作为一种优选方案，所述循环导热油的温度为80、90、100、110或120℃。

作为一种优选方案，所述聚苯胺包覆量为0.5%、1%、3%或5%。

作为一种优选方案，所述烘箱温度为90、100、110、120或130℃。

作为一种优选方案，所述球磨机为行星式球磨机。

作为一种优选方案，所述粉碎时间为3、6、9、12或15小时。