[发明专利]一种碳包覆掺杂改性钛酸锂及其制备方法

摘要

一种碳包覆掺杂改性钛酸锂及其制备方法。特征是通式为Li4-xMgxTi5-yAlyO12/C，其中0.05≤x≤0.5，0.02≤y≤0.25；依次按以下步骤制备：将二氧化钛、可溶性糖以及铝粉或铁粉分散于无水乙醇中，搅拌得悬浮液，干燥得糊状物，热处理得碳包覆二氧化钛，用盐酸或硫酸浸泡，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；称取锂源、碳包覆二氧化钛、镁源及铝源，混合；将混合后的物料煅烧，保温；研磨并过筛得碳包覆掺杂改性钛酸锂。本发明最大的优点是显著地提高了材料的导电性能，在高倍率下表现出高的放电比容量和优异的循环稳定性。该方法工艺简单，原料价廉易得，较易实现工业化生产。在小型、动力和储能锂离子电池负极材料领域具有广泛应用前景。

主权项

一种碳包覆掺杂改性钛酸锂，其特征是通式为Li4‑xMgxTi5‑yAlyO12/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。