[发明专利]一种锂离子电池钛酸锂-碳复合材料的制备方法

摘要

本发明公开了一种锂离子电池钛酸锂-碳复合材料及其制备方法：在0℃冰浴下，将纯化的石墨材料分散到浓硫酸中，搅拌下加入KMnO4，经过离心分离，用HCl溶液、去离子水和丙酮反复洗涤后得到氧化石墨纳米材料；称取草酸锂、二氧化钛、上述氧化石墨纳米材料，混合球磨得前躯体，前躯体放入装满乙炔黑的容器中热处理，热处理后取出后冷却制得掺杂石墨烯的钛酸锂复合材料。本发明制备的钛酸锂-碳复合材料，通过将质地、结构优良的石墨烯均匀掺杂在钛酸锂材料中，使得复合材料的结构稳定，因此在具备高的能量密度之外，还具有稳定的循环性能，用作锂离子电池负极材料时，比容量高，循环性能好，使用寿命长。

主权项

一种锂离子电池钛酸锂‑碳复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，制备氧化石墨纳米材料将天然石墨料经过粉碎机粉碎到粒度为50μm以下，将粉碎的原材料加入硼酸铵，加入添加剂的重量为原材料的3‑5%，混合机中混合4‑5个小时，将混合物料置于石墨化炉中进行纯化石墨化处理，在2500‑3000℃持续通入氯气气体，将石墨中的金属杂质去除，即可得到加工后的石墨材料；在0℃冰浴下，将加工后的石墨材料分散到浓硫酸中，搅拌下加入KMnO4，其中所示石墨材料、浓硫酸和KMnO4的质量比是(1‑3)∶(6‑10)∶(3‑12)，搅拌时间为20‑40分钟，温度上升至40‑45℃左右，加入搅拌后混合物体积的3‑5倍去离子水，继续搅拌20‑30分钟，加入去去离子水体积0.2‑0.3倍的质量浓度35%的双氧水溶液，搅拌10‑15分钟，经过离心分离，用质量浓度5%HCl溶液、去离子水和丙酮洗涤后得到氧化石墨纳米材料；步骤2，制备钛酸锂‑石墨复合材料按比例称取草酸锂、二氧化钛、上述氧化石墨纳米材料；其中按锂与钛摩尔比为5∶4的比例称取草酸锂与二氧化钛，按草酸锂与氧化石墨纳米材料的质量比为(75‑82)∶(6‑10)的比例称取碳纳米管；将上述称取的物质混合球磨10‑15小时即得前躯体； 将制备的前躯体放入装满乙炔黑的容器中，热处理，其中，所述热处理的温度为600‑800℃，时间为5‑10小时，热处理后取出后迅速冷却制得掺杂石墨烯的钛酸锂复合材料。