[发明专利]一种复合负极材料的制备方法及其制品、负极片和二次电池

说明书

本发明提供了一种复合负极材料的制备方法，包括以下步骤：S1、将F127表面活性剂加入混合醇溶剂中一同混合，然后再加入经酸处理后的碳纳米管一同混合，得到CNTs分散液；S2、在连接搅拌下，将钛酸四丁酯逐滴滴加到步骤S1得到的CNTs分散液中，然后将混合液置于反应釜中在100～120℃下溶剂热反应20～26h，得到溶剂热产物；S3、将步骤S2得到的溶剂热产物进行离心、洗涤并干燥，得到混合粉末；接着煅烧得到的混合粉末，冷却后，得到CNT@TiO₂复合负极材料。相比于现有技术，本发明制得的复合负极材料，有效解决了目前制备方法制得的复合负极材料分散性差、反应条件难以控制的问题。

技术领域

本发明涉及锂电池领域，具体涉及一种复合负极材料的制备方法及其制品、负极片和二次电池。

背景技术

随着经济社会的发展，人类对能源的需求量急剧增加，以煤炭、石油、天然气为主的化石能源的开采不断深入，资源短缺问题逐渐显现，因此开发高效、稳定、安全的能量储存与转化系统具有重要意义。目前，锂电池主要是采用石墨作为负极材料，但石墨材料的发展已接近瓶颈，倍率性能较差难以满足高性能锂电池的要求。因此，对锂离子电池负极材料的开发提出了新的要求。

锐钛矿TiO₂，因其化学和物理稳定性好、成本低、环境友好，以及理论容量较高而受到广泛研究。然而，锐钛矿TiO₂的低电导率(10^-12-10^-7S·cm^-1)和较低的锂离子扩散系数(10^-15-10^-9cm²·S^-1)限制了其电化学性能，特别是在高充放电倍率下的性能。因此，对锐钛矿TiO₂材料进行改性研究，提高其电化学性能具有重大意义。

针对TiO₂负极材料低导电率的问题，对以TiO₂为主材的负极材料进行改性是一项必要的工作。目前对于TiO₂的改性方法包括形貌控制、导电材料包覆、以及离子掺杂。其中利用溶胶-凝胶法和自组装法来制备复合材料已经受到广泛研究，但两种方法过程复杂，形成的复合材料分散性不好，条件也难以控制。

有鉴于此，确有必要提供一种解决上述问题的技术方案。

发明内容

本发明的目的之一在于：针对现有技术的不足，提供一种复合负极材料的制备方法，以解决现有的TiO₂负极材料制备得到的复合材料分散性差、反应条件难以控制的问题。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种复合负极材料的制备方法，包括以下步骤：

S1、将F127表面活性剂加入混合醇溶剂中一同混合，然后再加入经酸处理后的碳纳米管一同混合，得到CNTs分散液；

S2、在连接搅拌下，将钛酸四丁酯逐滴滴加到步骤S1得到的CNTs分散液中，然后将混合液置于反应釜中在100～120℃下溶剂热反应20～26h，得到溶剂热产物；

S3、将步骤S2得到的溶剂热产物进行离心、洗涤并干燥，得到混合粉末；接着煅烧得到的混合粉末，冷却后，得到CNT@TiO₂复合负极材料。

优选的，步骤S1中，所述混合醇溶剂为乙醇和丙三醇组成的混合醇溶剂。

优选的，所述乙醇与丙三醇的体积比为(1～1.5)：1。

优选的，步骤S1中，所述F127表面活性剂的质量与所述碳纳米管的质量比为(1.2～2)：1。

优选的，步骤S2中，所述钛酸四丁酯与所述CNTs分散液的体积比为1：(40～60)。