[发明专利]一种组成可控的钛酸锂/二氧化钛纳米复合颗粒、制备方法及其应用

摘要

本发明涉及新能源材料领域，具体涉及一种锂离子电池负极材料及其制备方法和应用。一种组成可控的钛酸锂/二氧化钛纳米复合颗粒，制备所述的钛酸锂/二氧化钛纳米复合颗粒的前驱体中，钛酸锂为Li₄Ti₅O₁₂与Li₂TiO₃的混相，二氧化钛为锐钛矿相和金红石相组成的混相；所述的组成可控的钛酸锂/二氧化钛纳米复合颗粒的粒径为10～40nm，形貌呈链状结构。本发明发挥钛酸锂与二氧化钛的协同作用，钛酸锂保证了复合材料的倍率性能，二氧化钛的存在提高了材料的比容量，且与钛酸锂形成颗粒界面提供额外的储锂空间，保证了材料的高倍率性能和高电化学活性，应用于锂离子电池负极材料中具有可观前景。

主权项

1.一种组成可控的钛酸锂/二氧化钛纳米复合颗粒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n(1)制备前驱体溶液：按照锂源：钛源＝4:6～6:4的的重量比，称取各组分，并分散于有机溶剂中，调节前驱体浓度至0.1～1mol/L，得到前驱体溶液；/n所述的钛源选自钛酸四丁酯、钛酸甲酯、钛酸乙酯、钛酸异丙酯中的一种或几种；/n所述的锂源选自硝酸锂、醋酸锂、碳酸锂、氢氧化锂中的一种或几种；/n所述的有机溶剂选自乙醇、甲苯、二甲苯、丙酸中的一种或几种；/n(2)利用蠕动泵或者注射泵将步骤(1)得到的前驱体溶液以2～10mL/min的进料速度经外部辅助气体剪切雾化，在烧嘴口形成细小的雾化液滴，雾化液滴在扩散火焰的辅助下发生燃烧、热解、氧化系列反应，通过火焰燃烧后，颗粒经真空泵，在收集器的玻纤滤膜上沉积得到钛酸锂/二氧化钛纳米复合颗粒前驱体的纳米粉体；/n(3)后处理高温煅烧：将步骤(2)中所得到的纳米粉体在空气气氛中进行煅烧，冷却后得到组成可控的钛酸锂/二氧化钛纳米复合颗粒；/n制备所述的钛酸锂/二氧化钛纳米复合颗粒的前驱体中，钛酸锂为Li₄Ti₅O₁₂与Li₂TiO₃的混相，二氧化钛为锐钛矿相和金红石相组成的混相；所述的组成可控的钛酸锂/二氧化钛纳米复合颗粒的粒径为10～40nm，形貌呈链状结构。/n