[发明专利]一种LTO/CVO复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种LTO/CVO复合材料及其制备方法,属于电极材料技术领域。所述制备方法为称取Li₄Ti₅O₁₂材料和CuV₂O₆材料，研磨；转移至烧杯中，加入无水乙醇，搅拌均匀；进行超声处理，然后进行搅拌，得到均匀的液体；转移至离心管中，离心；取上清液，真空干燥，取出后研磨，得到复合材料。本发明通过控制复合电极材料的电流密度和截止电压，原位电化学可控析出金属Cu颗粒，从而构筑具有金属Cu颗粒导电网络的LTO复合物电极，提高了LTO本体材料的电子电导率。

技术领域

本发明涉及电极材料技术领域，特别是涉及一种LTO/CVO复合材料及其制备方法。

背景技术

可充电锂离子电池被认为是最受欢迎的储能系统，广泛应用于便携式电子产品和电动汽车中。然而，现有的锂离子电池体系很难满足电动汽车的需求，因此，高安全性、高功率的锂离子电池的研究备受关注。目前，传统的碳材料作为锂电池负极材料已经商品化，但是仍不能满足高安全性的要求，所以，制备安全可靠的锂离子电池负极材料具有重要的意义。

具有尖晶石结构的Li₄Ti₅O₁₂(LTO)是一种有前途的负极材料。LTO作为锂离子电池负极材料有以下优点：首先，在充放电过程中骨架结构几乎不发生变化，被称为“零应变”特性；其次，LTO的嵌锂电位高(1.55V vs.Li⁺/Li)，避免了锂枝晶的产生，从而使锂离子电池在大电流充放电时具有更好的安全性能；最后，Li⁺扩散系数(为2×10^-8cm² s^-1)比碳负极高一个数量级，具备了下一代锂离子电池充电次数更多、充电速度更快和安全性更好的特性。但是，由于LTO几乎是绝缘体，电子电导率低(大约在10^-8-10^-13S cm^-1范围内)，导电性能差等缺点，限制了LTO材料在锂离子电池中的广泛应用，因此，必须克服LTO材料的电子电导率低的缺陷。

目前，国内外学者采用多种方法来提高LTO材料的电子电导率和电化学性能。表面涂层、控制LTO材料的粒径、离子掺杂及合成LTO复合材料等都是解决LTO材料电子电导率低的途径。另外，引入Cu、Ag、Au等具有高导电性的金属导电相是提高LTO材料电子电导率的最有效方法。

据报道，CuV₂O₆(CVO)材料是一种有前途的正极材料，在充放电过程中可以产生金属Cu，提高CVO材料的电子导电性。然而，充放电过程中CVO材料的体积变化较大，导致结构塌陷、循环性能变差。因此，必须选择适量的CVO材料作为LTO材料的添加剂，以提高LTO本体材料的电子电导率。

发明内容

本发明的目的是提供一种LTO/CVO复合材料及其制备方法，以提高LTO本体材料的电子电导率。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种LTO/CVO复合材料，包括以下物质：Li₄Ti₅O₁₂和CuV₂O₆，其中Li₄Ti₅O₁₂和CuV₂O₆的质量比为(0.92～0.97)：(0.03～0.08)。

本发明提供所述LTO/CVO复合材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)准确称取Li₄Ti₅O₁₂材料和CuV₂O₆材料，研磨；

(2)转移至烧杯中，加入无水乙醇，搅拌均匀；