[发明专利]一种锂离子电池负极材料Li4Ti5O12/TiO2纳米片阵列及其制备方法和应用

摘要

本发明提供了一种锂离子电池负极材料Li₄Ti₅O₁₂/TiO₂纳米片阵列及其制备方法和应用。采用无模板水热合成法，以硫酸氧钛和CH₃COOLi·2H₂O为原料，去离子水为溶剂，稀氨水调节酸碱度，水热反应制得前驱体；前驱体于空气氛围中，高温烧结得目标产物。通过该方法制备的锂离子电池负极材料，既保持了Li₄Ti₅O₁₂的优良特性，同时TiO₂的引入增强了锂离子的扩散性能，提高了材料的比容量，有效解决传统碳负极材料的安全隐患问题；而且纳米片阵列具有3D网络结构，能有效增大材料的比表面积，进一步提高了其作为锂离子电池负极材料的电化学性能，有利于实现Li₄Ti₅O₁₂电极材料的商品化。

主权项

1.一种锂离子电池负极材料Li₄Ti₅O₁₂/TiO₂纳米片阵列，其特征在于，所述锂离子电池负极材料Li₄Ti₅O₁₂/TiO₂具有纳米片阵列结构，所述纳米片阵列具有3D网络结构，制备方法包括如下步骤：1）室温下，将0.500‑0.530g CH₃COOLi·2H₂O置于40ml的去离子水中，磁力搅拌使其完全溶解；随后加入1.0‑1.2g硫酸氧钛，充分混合均匀后，逐滴加入稀氨水溶液，调节溶液的pH至10，密闭条件下，反应10‑12h，得乳白色反应液；CH₃COOLi·2H₂O和硫酸氧钛，按照摩尔比，Li:Ti=4:5~5.5进行配料；2）将所得乳白色溶液移至反应釜中，130‑140℃反应20‑24h后，离心分离，收集沉淀，乙醇洗涤，70‑80℃真空干燥6‑8h，得产物前驱体；3）将产物前驱体置于空气氛围中，490‑500℃煅烧2‑3h，自然冷却至室温，研磨，得目标产物。