[发明专利]一种组成可控的钛酸锂/二氧化钛纳米复合颗粒、制备方法及其应用

权利要求书

1.一种组成可控的钛酸锂/二氧化钛纳米复合颗粒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)制备前驱体溶液：按照锂源：钛源＝4:6～6:4的的重量比，称取各组分，并分散于有机溶剂中，调节前驱体浓度至0.1～1mol/L，得到前驱体溶液；

所述的钛源选自钛酸四丁酯、钛酸甲酯、钛酸乙酯、钛酸异丙酯中的一种或几种；

所述的锂源选自硝酸锂、醋酸锂、碳酸锂、氢氧化锂中的一种或几种；

所述的有机溶剂选自乙醇、甲苯、二甲苯、丙酸中的一种或几种；

(2)利用蠕动泵或者注射泵将步骤(1)得到的前驱体溶液以2～10mL/min的进料速度经外部辅助气体剪切雾化，在烧嘴口形成细小的雾化液滴，雾化液滴在扩散火焰的辅助下发生燃烧、热解、氧化系列反应，通过火焰燃烧后，颗粒经真空泵，在收集器的玻纤滤膜上沉积得到钛酸锂/二氧化钛纳米复合颗粒前驱体的纳米粉体；

(3)后处理高温煅烧：将步骤(2)中所得到的纳米粉体在空气气氛中进行煅烧，冷却后得到组成可控的钛酸锂/二氧化钛纳米复合颗粒；

制备所述的钛酸锂/二氧化钛纳米复合颗粒的前驱体中，钛酸锂为Li₄Ti₅O₁₂与Li₂TiO₃的混相，二氧化钛为锐钛矿相和金红石相组成的混相；所述的组成可控的钛酸锂/二氧化钛纳米复合颗粒的粒径为10～40nm，形貌呈链状结构。

2.根据权利要求1所述的一种组成可控的钛酸锂/二氧化钛纳米复合颗粒的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述的钛酸锂/二氧化钛纳米复合颗粒前驱体中，钛酸锂为Li₄Ti₅O₁₂与Li₂TiO₃的混相，二氧化钛为锐钛矿相和金红石相组成的混相。

3.根据权利要求1所述的一种组成可控的钛酸锂/二氧化钛纳米复合颗粒的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述制备前驱体溶液，是在超声波中分散10～30min。

4.根据权利要求1所述的一种组成可控的钛酸锂/二氧化钛纳米复合颗粒的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述外部辅助气体剪切雾化，其外部辅助气体为O₂；剪切压力为0.1～0.3MPa；H₂/O₂扩散火焰用气体流量中H₂流量为0.08～2m³/h，O₂的流量为0.5～1.2m³/h，燃烧火焰区域最高温度为2500℃。

5.根据权利要求1所述的一种组成可控的钛酸锂/二氧化钛纳米复合颗粒的制备方法，其特征在于，步骤(3)中煅烧，升温速率为2～10℃/min，煅烧温度为400～800℃，再保温0.5～5h。

6.根据权利要求1所述的一种组成可控的钛酸锂/二氧化钛纳米复合颗粒的制备方法，其特征在于，步骤(3)中的冷却是自然降温。

7.一种如权利要求1所述制备方法制得得到的组成可控的钛酸锂/二氧化钛纳米复合颗粒的应用，其特征在于，所述复合颗粒作为负极材料应用于锂离子电池。