[發明專利]鈦酸鋰復合材料及其制備方法以及鋰離子電池

有效

• 申請號: 201010609702.1
• 申請日: 2010-12-28
• 公開（公告）號: CN102569764A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 黃賢坤;何向明;姜長印;王丹;高劍;李建軍
• 申請（專利權）人: 清華大學;鴻富錦精密工業（深圳）有限公司
• 主分類號: H01M4/485
• 分類號: H01M4/485;H01M4/1391;H01M10/0525
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種鈦酸鋰復合材料，包括鈦酸鋰顆粒，其特征在于，進一步包括包覆于該鈦酸鋰顆粒表面的磷酸鋁/碳復合層，該磷酸鋁/碳復合層的材料包括磷酸鋁及碳。

2.如權利要求1所述的鈦酸鋰復合材料，其特征在于，所述磷酸鋁/碳復合層由磷酸鋁與碳均勻混合復合而成。

3.如權利要求1所述的鈦酸鋰復合材料，其特征在于，所述鈦酸鋁顆粒整個表面被磷酸鋁/碳復合層均勻包覆。

4.如權利要求1所述的鈦酸鋰復合材料，其特征在于，所述磷酸鋁/碳復合層在該鈦酸鋰復合材料中的質量百分含量為1％至5％。

5.如權利要求1所述的鈦酸鋰復合材料，其特征在于，所述碳在該鈦酸鋰復合材料中的質量百分含量為0.7％至4％。

6.如權利要求1所述的鈦酸鋰復合材料，其特征在于，所述磷酸鋁/碳復合層的厚度為5納米至20納米。

7.如權利要求1所述的鈦酸鋰復合材料，其特征在于，所述鈦酸鋰顆粒的材料為摻雜或非摻雜的鈦酸鋰，該非摻雜的鈦酸鋰的化學式為Li₄Ti₅O₁₂，該摻雜的鈦酸鋰的化學式由Li_(4-a)M_aTi₅O₁₂或Li₄M_bTi_(5-b)O₁₂表示，其中0＜a≤0.33，0＜b≤0.5，且M選自堿金屬元素、堿土金屬元素、第13族元素、第14族元素、過渡族元素及稀土元素中的一種或多種。

8.如權利要求1所述的鈦酸鋰復合材料，其特征在于，所述鈦酸鋰顆粒的粒徑為80納米至50微米。

9.一種如權利要求1至8中任意一項所述的鈦酸鋰復合材料的制備方法，包括如下步驟：

提供三價鋁源溶液、碳源溶液以及待包覆的鈦酸鋰顆粒；

混合該三價鋁源溶液、碳源溶液以及鈦酸鋰顆粒形成混合物；

將磷酸根源溶液加入該混合物中反應，在該鈦酸鋰顆粒表面形成磷酸鋁/碳源復合層，以及

熱處理該表面具有磷酸鋁/碳源復合層的鈦酸鋰顆粒，使該碳源裂解成碳單質，形成磷酸鋁/碳復合層。

10.如權利要求9所述的鈦酸鋰復合材料的制備方法，其特征在于，所述碳源溶液包括第一液相溶劑以及溶于該第一液相溶劑的碳源。

11.如權利要求10所述的鈦酸鋰復合材料的制備方法，其特征在于，所述碳源為司班80、蔗糖酯、酚醛樹脂、環氧樹脂、呋喃樹脂、聚丙烯腈、以及聚苯萘中的一種或幾種。

12.如權利要求10所述的鈦酸鋰復合材料的制備方法，其特征在于，所述第一液相溶劑為水、無水乙醇、丙酮、氯仿、乙醚以及二氯乙烷中的一種或幾種。

13.如權利要求9所述的鈦酸鋰復合材料的制備方法，其特征在于，所述碳源溶液的濃度為0.005g/ml至0.05g/ml。

14.如權利要求10所述的鈦酸鋰復合材料的制備方法，其特征在于，所述碳源為司班80，所述第一液相溶劑為無水乙醇。

15.如權利要求9所述的鈦酸鋰復合材料的制備方法，其特征在于，所述三價鋁源溶液包括第二液相溶劑以及溶于該第二液相溶劑的三價鋁源。

16.如權利要求15所述的鈦酸鋰復合材料的制備方法，其特征在于，所述第二液相溶劑為水、無水乙醇、丙酮、氯仿、乙醚以及二氯乙烷中的一種或幾種。

17.如權利要求15所述的鈦酸鋰復合材料的制備方法，其特征在于，所述三價鋁源為硝酸鋁或異丙醇鋁。

18.如權利要求15所述的鈦酸鋰復合材料的制備方法，其特征在于，所述第二液相溶劑為無水乙醇，所述三價鋁源為硝酸鋁。

19.如權利要求9所述的鈦酸鋰復合材料的制備方法，其特征在于，所述混合該三價鋁源溶液、碳源溶液以及鈦酸鋰顆粒形成混合物的步驟包括：將所述碳源溶液加入該三價鋁源溶液中，形成均勻混合液，然后再將鈦酸鋰顆粒加入該混合液中，所述三價鋁源溶液以及碳源溶液的體積之和與所述鈦酸鋰顆粒的體積比為1∶10至1∶30。