[发明专利]一种碳包覆掺杂改性钛酸锂及其制备方法

权利要求书

1.一种碳包覆掺杂改性钛酸锂，其特征是通式为Li_4-xMg_xTi_5-yAl_yO₁₂/C，其中0.05≤x≤0.5，0.02≤y≤0.25；所述碳包覆掺杂改性钛酸锂依次按以下步骤制备：1）将二氧化钛、可溶性糖以及铝粉或铁粉按质量比例15~30∶5~10∶2~4超声分散于无水乙醇中，搅拌0.5~5小时得悬浮液，将该悬浮液于80℃，干燥2小时得糊状物，以氩气或氮气为保护气氛，糊状物于500~600℃下热处理1~6小时得碳包覆二氧化钛，随后用5mol/L盐酸或5mol/L硫酸浸泡碳包覆二氧化钛0.5~4小时，经洗涤、干燥并研磨制得包覆层具有微小孔洞的碳包覆二氧化钛；2）按锂、钛、镁和铝的原子摩尔比3.54~3.99∶4.75~4.98∶0.05~0.5∶0.02~0.25称取锂源、碳包覆二氧化钛、镁源及铝源，并充分混合12~24小时；3）将步骤2）混合后的物料置于氩气或氮气气氛和550~650℃下煅烧6~12小时，然后在800~950℃下保温2~6小时；4）随炉冷却至室温，研磨并过筛得碳包覆掺杂改性钛酸锂。

2.权利要求1所述的碳包覆掺杂改性钛酸锂的制备方法，其特征是依次按以下步骤制备：（1）将二氧化钛、可溶性糖以及铝粉或铁粉按质量比例15~30∶5~10∶2~4超声分散于无水乙醇中，搅拌0.5~5小时得悬浮液，将该悬浮液于80℃，干燥2小时得糊状物，以氩气或氮气为保护气氛，糊状物于500~600℃下热处理1~6小时得碳包覆二氧化钛，随后用5mol/L盐酸或5mol/L硫酸浸泡碳包覆二氧化钛0.5~4小时，经洗涤、干燥并研磨制得包覆层具有微小孔洞的碳包覆二氧化钛；（2）按锂、钛、镁和铝的原子摩尔比3.54~3.99∶4.75~4.98∶0.05~0.5∶0.02~0.25称取锂源、碳包覆二氧化钛、镁源及铝源，并充分混合12~24小时；（3）将步骤（2）混合后的物料置于氩气或氮气气氛和550~650℃下煅烧6~12小时，然后在800~950℃下保温2~6小时；（4）随炉冷却至室温，研磨并过筛得碳包覆掺杂改性钛酸锂。

3.根据权利要求2所述的碳包覆掺杂改性钛酸锂的制备方法，其特征是所述的二氧化钛为微米或纳米级锐钛型二氧化钛。

4.根据权利要求2所述的碳包覆掺杂改性钛酸锂的制备方法，其特征是所述的可溶性糖为葡萄糖、蔗糖或淀粉。

5.根据权利要求2所述的碳包覆掺杂改性钛酸锂的制备方法，其特征是所述的锂源为碳酸锂或氢氧化锂。

6.根据权利要求2所述的碳包覆掺杂改性钛酸锂的制备方法，其特征是所述的镁源为醋酸镁、碳酸镁或氢氧化镁。

7.根据权利要求2所述的碳包覆掺杂改性钛酸锂的制备方法，其特征是所述的铝源为氧化铝或氢氧化铝。