[发明专利]石墨-钛氧化物复合体的制造方法

说明书

本发明涉及一种石墨‑钛氧化物复合体的制造方法。本发明的石墨‑钛氧化物复合体的制造方法包括：通过溶胶‑凝胶(sol‑gel)法，利用苯甲醇或纤维素类物质对石墨的表面进行改性处理的步骤(S1)；将利用苯甲醇或纤维素类物质对其表面进行改性处理的石墨分散到溶媒中，并在添加钛前驱体之后进行混合的步骤(S2)；及对通过上述S2步骤得到的混合物进行热处理，使石墨表面形成钛氧化物的步骤(S3)。本发明的石墨‑钛氧化物复合体的制造方法，通过在石墨表面形成均匀的钛氧化物涂层，使充放电过程中发生的电解质分解所导致的SEI薄膜(Solid electrolyte interphase)形成现象趋于稳定，从而延缓石墨结构崩溃，并藉此保证稳定的充放电特性和良好的使用寿命特性。此外通过减少石墨表面中除锂离子之外的其他电解质极性溶媒分子插入现象，改善速率决定特性。

技术领域

本发明涉及一种石墨-钛氧化物复合体的制造方法，尤其是一种能够通过简单的工程改善其充放电特性及速率决定特性的石墨-钛氧化物复合体的制造方法。

背景技术

蓄电池目前被广范应用于电子设备、混合动力汽车(HEV)等，预计在不久的将来其使用范围还会被扩大到电动汽车(EV)、发电系统的能源储存装置等。

但是为了能够适用于此类大型装置，需要较高的能量密度和输出密度以及安全性，目前已为此课题开展了很多研究。

目前，碳活性物质因为其合理的价格和优秀的寿命特性被广泛用于蓄电池的阴极活性物质，但是因为具有初期非可逆容量较高、热稳定性较低等问题，急切需要对其进行改善。

为了改善碳活性物质的热稳定性，通过在石墨表面形成铝氧化物、锆氧化物等金属系氧化物的涂层，能够得到比较良好的改善效果。

其中，钛氧化物是一种在锂的插入和脱离过程中不会产生应力的物质，预计在充放电过程中能够保持非常良好的结构稳定性和热稳定性。

为此，本发明人为了改善石墨的电子化学特性，拟通过均匀的钛氧化物涂层方式，改善石墨的热稳定性和结构稳定性，并藉此改善其电子化学寿命特性和速率决定特性。

【现有技术文献】

【专利文献】

(专利文献1)韩国公开专利第10-1999-0044404号

(专利文献2)韩国公开专利第10-2007-0040853号

发明内容

技术课题

本发明的目的在于解决上述现有技术的问题而提供一种石墨-钛氧化物复合体的制造方法，通过均匀的钛氧化物涂层方式，改善石墨的热稳定性和结构稳定性，并藉此改善其电子化学寿命特性和速率决定特性。

本发明的目的亦在于提供锂蓄电池，包含依上述制造方法制造出的石墨-钛氧化物复合体以及含有该石墨-钛氧化物复合体的锂蓄电池的阴极活性物质。

解决方法

为了实现上述目的，适用本发明的石墨-钛氧化物复合体的制造方法包括：通过溶胶-凝胶(sol-gel)法，利用苯甲醇或纤维素类物质对石墨的表面进行改性处理的步骤(S1)；将上述利用苯甲醇或纤维素类物质对其表面进行改性处理的石墨分散到溶媒中，并在添加钛前驱体之后进行混合的步骤(S2)；以及对通过上述S2步骤得到的混合物进行热处理，使石墨表面形成钛氧化物的步骤(S3)。

上述溶媒可以使用乙醇和蒸馏水或乙醇和过氧化氢的混合液。

上述蒸馏水中可以添加NH₄OH或HNO₃。

上述乙醇和蒸馏水的混合液中，乙醇和蒸馏水的重量比例为5:1～100:1为宜。