[发明专利]碳修饰铌酸钛材料的制备方法、碳修饰铌酸钛材料、锂离子电容器及其负极浆料

权利要求书

1.一种碳修饰的铌酸钛材料的制备方法，包括如下的步骤：

1)将钛源和铌源溶于有机溶剂，加入草酸进行充分搅拌得到混合溶液,所述有机溶剂包括乙醇、乙二醇和异丙醇中的一种或多种；

2)将表面活性剂和氧化石墨烯粉体或其溶液加入步骤1)所得混合溶液，充分混合均匀后得到均一的悬浊液；

3)步骤2)所得的悬浊液于预设加热温度下加热反应，然后自然冷却至室温，得到沉淀物，将所得的所述沉淀物洗涤干燥后得到铌酸钛和石墨烯的复合前驱体；

4)将步骤3)所得的复合前驱体分散到水中，后加入双氧水，在均匀分散后进行水热反应，得到改性石墨烯包覆铌酸钛复合材料前驱物质；

5)对步骤4)所得的改性石墨烯包覆铌酸钛复合材料前驱物质进行热处理，得到碳修饰的铌酸钛材料。

2.根据权利要求1所述的碳修饰的铌酸钛材料的制备方法，其特征在于，步骤1)中所述铌源包括氟化铌、乙醇氧铌、五氯化铌、草酸铌、草酸铌氨中的一种或多种的混合物。

3.根据权利要求1所述的碳修饰的铌酸钛材料的制备方法，其特征在于，步骤1)中所述钛源为四异丙醇钛、四氯化钛、硫酸钛、钛酸丁酯、钛酸异丙酯中的一种或多种的混合物。

4.根据权利要求1所述的碳修饰的铌酸钛材料的制备方法，其特征在于，所述步骤2)还包括向氧化石墨烯粉体或其溶液与步骤1)所得混合溶液混合后的混合物中加入表面活性剂，所述表面活性剂包括十六烷基三甲基溴化铵、烷基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚、聚乙烯毗咯烷酮、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯中的一种或多种。

5.根据权利要求4所述的碳修饰的铌酸钛材料的制备方法，其特征在于，步骤2)中所述表面活性剂的浓度为0.1mmol/L-10mol/L。

6.根据权利要求1所述的碳修饰的铌酸钛材料的制备方法，其特征在于，步骤3)中加热温度为150-200℃，反应时间为6-48h。

7.根据权利要求1所述的碳修饰的铌酸钛材料的制备方法，其特征在于，步骤4)水热反应体系中双氧水浓度为0.1mmol/L-1mol/L。

8.根据权利要求1所述的碳修饰的铌酸钛材料的制备方法，其特征在于，步骤5)所述热处理温度为500-1200℃，所述处理时间为2-12h，使用氮气或者氩气作为保护气氛。

9.根据权利要求1-8任一所述方法制备获得的碳修饰铌酸钛材料。

10.根据权利要求9所述的碳修饰铌酸钛材料，其特征在于：所述碳修饰铌酸钛材料的组成为CxTiNb₂O₇，所述碳修饰铌酸钛材料具有不大于50nm的尺寸，并且x取值范围为0.005-0.2。

11.一种锂离子电容器，所述锂离子电容器由正极片、负极片、固态凝胶电解质、铝制外壳或者铝塑膜构成，所述负极片包含铜箔和负极电极物质层，其特征在于：所述负极电极物质层含有70wt％-95wt％的权利要求9所述的铌酸钛复合材料、1.5wt％-15wt％的导电剂和1.5wt-15wt％的粘结剂。

12.根据权利要求11所述的锂离子电容器，其特征在于：所述正极片包括正极电极物质层，所述正极电极物质层包括：80wt％-90wt％的双电层型储能炭材料，1.5wt％-15wt％的导电剂，1.5wt％-10wt％的粘结剂。

13.根据权利要求11所述的锂离子电容器，其特征在于：所述导电剂为乙炔黑、科琴黑、碳纳米管、石墨烯或者Super-P中的一种或者其中几种的混合物。