一种纳米晶锂钛复合氧化物的制备方法

摘要

本发明用钛粉或钛化合物为原料，在低温环境下与质量百分比浓度为30％的过氧化氢溶液混合，同时加入一定化学计量的锂盐水溶液和模板剂，搅拌均匀，在50～100℃水浴温度条件下充分反应，将混合体系直接干燥后制得前驱体。前驱体在200～400℃温度条件下热处理2～6小时后，升温至600～1000℃煅烧8～36小时，冷却研磨，制得具有尖晶石结构的纳米晶锂钛复合氧化物，其主要成分Li₄Ti₅O₁₂的含量在90％以上。因模板孔径形貌及煅烧时间、温度的不同，纳米晶锂钛复合氧化物的平均晶粒在15nm～100nm之间，比表面在10～100m²/g之间，0.1C充放电条件下，该纳米晶锂钛复合氧化物的可逆比容量均在160mAh/g以上，100C充放电条件下的容量保持率在50～70％之间，是一种理想的锂离子动力电池及锂离子超级电容器用负极材料。

主权项

1、一种纳米晶锂钛复合氧化物的制备方法，其特征在于：在0～10℃低温环境下，将一定化学计量的钛粉或钛化合物与质量百分比浓度为30％的过氧化氢溶液混合，同时将一定化学计量的锂盐配制成水溶液加入，搅拌均匀，锂和钛的原子摩尔比控制在0.8～1.1之间；加入一定量的模板剂，所用的模板剂是活性炭粉末、活性炭纤维、碳纳米管、碳气凝胶、淀粉、四丙基氢氧化铵、四丙基溴化铵、十六烷基三甲基溴化铵、EO20PO70EO20、聚丙二醇、聚甘油脂肪酸、聚氧化乙烯脂肪醇醚、聚氧化乙烯烷基酚醚中的一种；搅拌10～30分钟后，用氨水或尿素水溶液将混合体系的pH值调至碱性，转移至50～100℃水浴环境下继续搅拌30～60分钟，反应充分后置于烘箱中直接干燥制得前驱体；将前驱体于200～400℃温度条件下先热处理2～6小时，然后升温至600～1000℃煅烧8～36小时，冷却研磨，得具有尖晶石结构的纳米晶锂钛复合氧化物；因模板剂孔径形貌及煅烧时间、温度的不同，纳米晶锂钛复合氧化物的平均晶粒在15nm～100nm之间，比表面在10～100m2/g之间。