一种掺杂型石墨烯改性钛酸锂复合负极材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种掺杂型石墨烯改性钛酸锂复合负极材料及其制备方法，所述钛酸锂材料中包覆或掺杂有掺杂型石墨烯，其中，所述掺杂型石墨烯的包覆量或掺杂量为10∼20%。采用本发明专利技术的技术方案，通过使用石墨烯掺杂体改善钛酸锂材料的导电性，提高了其容量发挥以及高倍率充放电性能，满足高能量、大功率动力电池的发展需求，而且制备工艺、生产设备便于操作，适合工业大规模生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于锂离子材料
，尤其涉及一种掺杂型石墨烯改性钛酸锂复合负极材料及其制备方法。
技术介绍
目前商业化的锂离子电池负极材料主要是碳材料，但是碳材料对金属锂的电位较低，在充放电过程中容易析出金属锂产生锂枝晶，易刺穿隔膜造成锂离子电池内部短路，引起安全隐患。同时石墨类碳材料还存在溶剂共嵌的问题，造成大倍率充放电循环性能较差，随着动力锂离子电池日益增长的需求势态，人们迫切需要寻找一种安全可靠、循环性能优越的负极材料来代替碳负极材料。钛酸锂负极材料在充放电过程呈现体积零变化，且有较高的电位平台，可弥补碳材料的不足，因而引起技术人员的广泛关注。但是钛酸锂本身电导率较低，制约了其在大功率动力锂离子电池中的应用。现有研究多集中于提高钛酸锂负极材料的电导率。至2004石墨烯问世以来，由于其特殊的性能而引起广泛关注，也有技术人员将其用于改善钛酸锂材料导电性上，但多是采用反应釜水热反应或者溶胶凝胶法制备复合材料，其工艺繁琐，不利于工业上大规模生产；而且由于钛酸锂材料理论容量相对偏低，还需要进一步提高钛酸锂负极材料的电导率，以提高活性物质利用率，使容量发挥最本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种掺杂型石墨烯改性钛酸锂复合负极材料，其特征在于：所述钛酸锂材料中包覆或掺杂有掺杂型石墨烯，其中，所述掺杂型石墨烯的包覆量或掺杂量为10∼20wt%。

【技术特征摘要】
1.一种掺杂型石墨烯改性钛酸锂复合负极材料，其特征在于：所述钛酸锂材料中包覆或掺杂有掺杂型石墨烯，其中，所述掺杂型石墨烯的包覆量或掺杂量为10～20wt%。
2.根据权利要求1所述的掺杂型石墨烯改性钛酸锂复合负极材料，其特征在于：所述掺杂型石墨烯为p型石墨烯掺杂体或n型石墨烯掺杂体。
3.根据权利要求2所述的掺杂型石墨烯改性钛酸锂复合负极材料，其特征在于：所述掺杂型石墨烯中的掺杂元素为N、B或P。
4.根据权利要求3所述的掺杂型石墨烯改性钛酸锂复合负极材料，其特征在于：所述掺杂型石墨烯中的掺杂元素的重量含量为8～10%。
5.根据权利要求1~4任意一项所述的掺杂型石墨烯改性钛酸锂复合负极材料，其特征在于，采用以下步骤制备得到：
步骤S1：将掺杂体原料与氧化石墨烯混合研磨，在惰性气氛下于600～800℃加热6～8h，冷却得到掺杂型石墨烯，其中掺杂型石墨烯中掺杂元素的重量百分比为8～10%；
步骤S2：制备钛酸锂前驱体；
步骤S3：将所述掺杂型石墨烯与钛酸锂前驱体球磨混合，所述掺杂型石墨烯与钛酸锂前驱体的重量比为1:4～1:9，然后在惰性气氛下于800～1000℃加热8～12h，冷却后得到石墨烯掺杂体掺杂、包覆量为10～20%的钛酸锂复合材料。
6.根据权利要求5所述的掺杂型石墨烯改性钛酸锂复合负极材料，其特征在于：步骤S1中，所述掺杂型石墨烯与钛酸锂前驱体的重量比为1:5～1:8。
7.根据权利要求5所述的掺杂型石墨烯改性钛酸锂复合负极材料，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：李震祺，刘立君，宋翠环，
申请(专利权)人：李震祺，刘立君，
类型：发明
国别省市：广东;44