一种钛酸锂复合材料、其制备方法和应用

摘要

本发明适用于能源技术领域，提供了一种钛酸锂复合材料、其制备方法和应用。该钛酸锂复合材料包括石墨烯和纳米级钛酸锂微粒，该纳米级钛酸锂微粒外表面有碳包覆层，该石墨烯分布在碳包覆层外部，该纳米级钛酸锂微粒化学组成为Li₄Ti_5-xM_xO₁₂，0.001≤x＜5，M为过渡金属元素。本发明钛酸锂复合材料，通过纳米级钛酸锂微粒表面的碳包覆层，在钛酸锂晶格中掺杂金属M及钛酸锂复合材料中掺杂石墨烯，大大提高了钛酸锂复合材料的导电性能，使复合材料充放电倍率显著提高。本发明制备方法，操作简单、成本低廉，适于工业化生产。

主权项

一种钛酸锂复合材料制备方法，包括如下步骤：按锂、钛及金属M摩尔比4:5‑x：x将锂的源化合物、二氧化钛及金属M的氧化物混合，研磨1‑10小时，在400‑900℃温度下，于空气中煅烧1‑16小时，得到化学组成为Li₄Ti_5‑xM_xO₁₂的纳米微粒，0.001≤x＜5，M为过渡金属元素，所述过渡金属元素选自铁、钴、铬、镍、铜中一种以上；将所述纳米微粒和有机碳源单体于溶剂中混合搅拌反应20分钟‑2小时，得到有机碳源单体包覆钛酸锂纳米微粒；将所述有机碳源单体包覆纳米微粒和氧化石墨烯于溶剂中混合，搅拌反应得到混合溶液；将所述混合溶液干燥、研磨得到钛酸锂复合材料前躯体；将所述钛酸锂复合材料前躯体于还原气氛和400‑1000℃温度下煅烧1‑24小时，得到钛酸锂复合材料，其中，升至400‑1000℃的升温速度为2‑10℃/分钟；所述钛酸锂复合材料包括石墨烯和纳米级钛酸锂微粒，所述纳米级钛酸锂微粒外表面有碳包覆层所述石墨烯分布在所述碳包覆层外部。