[發明專利]一種鈦酸鋰/碳/碳納米管復合電極材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201010149910.8
• 申請日: 2010-03-16
• 公開（公告）號: CN101841017A
• 公開（公告）日: 2010-09-22
• 發明（設計）人: 李星;瞿美臻;于作龍
• 申請（專利權）人: 中國科學院成都有機化學有限公司
• 主分類號: H01M4/131
• 分類號: H01M4/131;H01M4/62;H01M4/1391;H01G9/042
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1.一種鈦酸鋰復合電極材料，其特征在于這種復合材料由鈦酸鋰、包裹碳材料和碳納米管組成。

2.根據權利要求1所述的電極材料，其特征在于所述鈦酸鋰為具有尖晶石結構的鈦酸鋰Li₄Ti₅O₁₂。

3.根據權利要求1所述的電極材料，其特征在于所述的復合電極材料中鈦酸鋰、包裹碳與碳納米管的質量百分比為80～97∶0～10∶3～10，優選為90～97∶0～5∶3～5。

4.根據權利要求1所述的電極材料，其特征在于所述的碳納米管為多壁碳納米管或者為石墨化處理的多壁碳納米管。

5.一種制備權利要求1所述的鈦酸鋰復合電極材料的制備方法，其特征在于該制備方法包括以下步驟：

1)稱取一定量的含鋰化合物，將其溶解到一定量的去離子水中，制得濃度為2～5mol/L的溶液A；

2)按照表面活性劑與碳納米管的質量比為0.1～1∶1的比例，將一定量的碳納米管和表面活性劑加入到去離子水中，超聲處理使碳納米管在去離子水中分散，制備得到碳納米管質量百分含量為0.5‰～5‰的穩定懸浮液B；

3)在攪拌的條件下，將溶液A加入懸浮液B中，制得新的混合溶液C；

4)按鋰、鈦摩爾比為4∶5的比例稱取一定量的銳鈦礦二氧化鈦加入到混合溶液C中，攪拌條件下，70～80℃烘干，研磨，制備得到鈦酸鋰/碳納米管復合物的前驅體；

5)將步驟4所得的前驅體在700～900℃，惰性氣氛下，熱處理2～12小時后制備得到鈦酸鋰/碳納米管復合物；

6)稱取一定量的有機物，使其溶解在一定量的水或者有機溶劑中，然后稱取一定量步驟5制備得到的鈦酸鋰/碳納米管復合物加入其中，攪拌條件下，70～80℃烘干，使鈦酸鋰/碳納米管復合物的表面包裹一層有機物；

7)將步驟6所得的在表面包裹一層有機物的鈦酸鋰/碳納米管復合物，惰性氣氛下熱處理后制備得到鈦酸鋰/碳/碳納米管復合物。

6.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于所述含鋰化合物選自可溶性含鋰化合物。

7.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于所述可溶性含鋰化合物選自醋酸鋰、氫氧化鋰或硝酸鋰。

8.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于所述表面活性劑選自可以在熱處理過程中完全分解且沒有殘留物的表面活性劑，表面活性劑為聚乙烯吡咯烷酮(PVP)。

9.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于所述鈦酸鋰/碳納米管復合物前驅體的煅燒溫度優選為780～800℃，煅燒時間優選為8～10h。

10.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于步驟6)所述有機物選自蔗糖、果糖、0萄糖、檸檬酸、聚酰亞胺、酚醛樹脂、聚糠醛或瀝青，步驟6)所述溶解有機物的溶劑選自去離子水、乙醇或三氯乙烯；步驟7)的熱處理溫度為500～800℃，處理時間為1～4h。