[发明专利]一种高性能三维分级杂化结构锂离子电池负极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种三维杂化锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

将MWCNTs超声分散到异丙醇中，向异丙醇中加入二乙烯三胺和四异丙醇钛混合均匀，在180～220℃下水热12～24小时，清洗干燥后热处理2～6小时获得MWCNTs―TiO₂，所述MWCNTs―TiO₂中的MWCNTs表面垂直生长TiO₂纳米片阵列；将所述MWCNTs―TiO₂超声分散至四氢呋喃溶剂中获得MWCNTs―TiO₂溶液；所述MWCNTs经酸处理；

将具有单分散性的Si、Mn₃O₄或者MoS₂纳米粒子中任意一种、两种或者三种超声分散至四氢呋喃溶剂中获得纳米粒子溶液；

将所述MWCNTs―TiO₂溶液和所述纳米粒子溶液混合，在100～300W功率下连续超声处理10～20小时，所述纳米粒子均匀分布在所述TiO₂纳米片表面，所述MWCNTs―TiO₂和所述纳米粒子自组装后经过滤和干燥获得复合物。

2.如权利要求1所述的一种三维杂化锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于：所述纳米粒子和所述MWCNTs―TiO₂的质量比为2:8、3:7、4:6或者5:5中的任意一种。

3.如权利要求2所述的一种三维杂化锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于：所述MWCNTs与所述TiO₂的质量比为2:7、2:6、2:5或3:7中的任意一种。

4.如权利要求1所述的一种三维杂化锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于：所述热处理的升温速率为1℃/min。

5.如权利要求1所述的一种三维杂化锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于：所述热处理的温度为在350～450℃，时间为2～6h。

6.如权利要求1所述的一种三维杂化锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于：所述干燥的条件为：40℃真空干燥8～12h。

7.如权利要求1至6任一项所述的一种三维杂化锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于：所述复合物为三维微米管状结构，所述管状结构外管径为150～400纳米，壁厚为20～170纳米，长度为5～20微米。

8.如权利要求7所述的一种三维杂化锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于：所述复合物中所述TiO₂纳米片厚度为6～20nm，高度为100～300nm，宽度为150～500nm；所述复合物中所述纳米颗粒的粒径为4～20nm。