[发明专利]一种层状石墨烯负载的钛酸锂负极材料及制备方法

摘要

本发明公开了一种层状石墨烯负载的钛酸锂负极材料及制备方法。所述钛酸锂负极材料由以下步骤制得：a、制备含酸的氧化石墨烯分散液；b、制备石墨烯水凝胶；c、将水凝胶除酸，冷冻干燥并抽真空，得到疏松层状结构的石墨烯材料；d、将锂源、有机钛源、助剂加入去离子水中制成混合溶液；e、将石墨烯材料加入混合溶液中，水热反应、冷冻干燥、升温抽真空，得到钛酸锂材料前驱体；f、将前驱体煅烧，即得层状石墨烯负载钛酸锂负极材料。所述方法具有以下有益效果：本发明制备得到的钛酸锂负极材料，以石墨烯为骨架，具有良好的导电性和离子传导性，用锂离子电池时，具有良好的循环稳定性、比容量和安全性，应用前景广阔。

主权项

1.一种层状石墨烯负载的钛酸锂负极材料的制备方法，其特征在于：所述钛酸锂负极材料是由锂源、有机钛源、助剂和去离子水制成混合溶液，加入疏松层状结构的石墨烯材料，水热反应、冷冻干燥、升温抽真空，制成钛酸锂材料前驱体，最后高温煅烧而制得，具体的制备步骤为：a、将含酸的氧化石墨加入到水中，超声处理0.5~2h，得到含酸的氧化石墨烯分散液；b、向步骤a制得的含酸的氧化石墨烯分散液中加入纳米级二氧化锰颗粒，搅拌混合均匀，并滴加质量浓度为10~15%的稀盐酸调节pH值至2~4，接着置于反应釜中，在100~180℃的恒温下水热反应5~10h，得到石墨烯水凝胶；c、将步骤b制得的石墨烯水凝胶置于水中浸泡除酸，出料后转入冷冻机中，冷冻干燥并抽真空，得到疏松层状结构的石墨烯材料；d、将锂源溶解于去离子水中，加入助剂搅拌，并在搅拌状态下滴加有机钛源，搅拌均匀，得到混合溶液；e、将步骤c制得的疏松层状结构的石墨烯材料加入步骤d制得的混合溶液中，置于水热反应釜中，在120~180℃的恒温下水热反应10~20h，接着将水热反应后的物料放入冷冻干燥机中，在低于或等于零下20℃的温度下将浆液冻成预冻体，接着升温抽真空，得到钛酸锂材料前驱体；f、将步骤e制得的钛酸锂材料前驱体放入管式炉中，在氮气氛围中加热到650~850℃，煅烧2~6h，出料，收集，即得层状石墨烯负载钛酸锂负极材料。