一种多级结构的杨桃状钛酸锂二氧化钛电极材料及制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种具有多级结构的杨桃状钛酸锂/二氧化钛电极材料及制备方法和应用，螯合剂溶于去离子水，将钛源前驱体加入到螯合剂溶液中搅拌，滴入锂盐溶液得到黄色的母液；将母液密封于聚四氟乙烯水热反应釜中，经过晶化、洗涤、干燥等处理，得到白色固体粉末；煅烧，最终得到Li4Ti5O12/TiO2复合材料。该方法实现了钛酸锂和二氧化钛有效结合，呈现出明显的二级结构特征。制备出的Li4Ti5O12/TiO2复合材料具有杨桃状的形貌，平均粒径为2.0‑5.0微米，具有二级结构，基本组成单元为高度有序的Li4Ti5O12和TiO2纳米薄片。该方法工艺简单、易于调控，所得的复合材料具有孔隙率高、结构规整等特点，在锂离子电池电极材料领域方面具有较大的应用价值。

A multi stage structure of star like lithium titanate cathode material, preparation method and Application

The invention discloses a lithium titanate / carambola shaped with hierarchical structure of TiO2 Electrode material and preparation method and application of chelating agent dissolved in deionized water, the precursor of titanium added to stir the chelating agent solution, lithium salt solution drops into yellow liquor; liquor sealed in PTFE hydrothermal reaction still, after crystallization, washing and drying treatment, obtained white solid powder; calcination, finally Li4Ti5O12/TiO2 composite material. This method realizes the effective combination of lithium titanate and titanium dioxide, showing obvious two stage structure characteristics. The morphology of Li4Ti5O12/TiO2 composite materials were prepared with fruit shape, average particle size of 2 5 microns, with two levels of structure, the basic unit is highly ordered Li4Ti5O12 and TiO2 nanosheets. The method is simple and easy to control, and the resulting composites have high porosity and regular structure, and have great application value in the field of electrode materials for lithium ion batteries.

【技术实现步骤摘要】
一种多级结构的杨桃状钛酸锂二氧化钛电极材料及制备方法和应用
本专利技术属于复合材料制备领域，具体涉及一种多级结构的杨桃状钛酸锂/二氧化钛电极材料及制备方法和应用。
技术介绍
新能源技术促进低碳经济的快速发展，同时对锂离子电池等高性能电池提出了更高的要求。传统的碳负极材料具有与电解液相容性较差，石墨层易脱落，结构不稳定等缺点。寻找具有较高嵌锂电位，并且性能安全可靠的新型锂离子电池负极材料成为人们的研究热点。基于钛氧基化合物固有的安全性和与电解液较好的相容性，包括各种钛酸锂盐和多晶型二氧化钛，在锂离子电池领域被认为是安全型负极材料的一类典型代表。二氧化钛（TiO2）的基本结构单元都是畸变的钛氧八面体[TiO6]，通过不同的方式连接构成了不同晶型，包括金红石，锐钛矿，板钛矿等等。用于锂离子电池电极材料时候，它具有化学性质稳定，安全性高等优点。钛酸锂（Li4Ti5O12）是一种零应变材料，在锂的嵌入/脱出中结构几乎不发生任何变化，用于锂离子电池电极材料的时候，有高的工作电压范围（1.0~3.0V，vs.Li/Li+），能够确保电池有更好的安全性。目前对TiO2和Li4Ti5O12电极材料的研本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多级结构的杨桃状钛酸锂/二氧化钛电极材料的制备方法，所述钛酸锂/二氧化钛为Li4Ti5O12/TiO2，其特征在于，具体步骤如下：a、称取一定量的螯合剂溶于去离子水中，形成均一的螯合剂溶液；b、按照一定比例将钛源前驱体缓慢加入到上述螯合剂溶液体系中，通过搅拌使钛源前驱体溶解在螯合剂溶液中，接着缓慢滴入一定浓度的锂盐溶液，搅拌下使锂盐混合均匀，得到黄色的母液；c、将上述的黄色母液密封于聚四氟乙烯水热反应釜中，经过一定时间的晶化、洗涤、干燥等处理，得到白色固体粉末；晶化温度为120 ~140℃，晶化时间为15~20小时；d、将此白色的固体粉末置于500~700℃的温度下煅烧，升温速率控制在以3...

【技术特征摘要】
1.一种多级结构的杨桃状钛酸锂/二氧化钛电极材料的制备方法，所述钛酸锂/二氧化钛为Li4Ti5O12/TiO2，其特征在于，具体步骤如下：a、称取一定量的螯合剂溶于去离子水中，形成均一的螯合剂溶液；b、按照一定比例将钛源前驱体缓慢加入到上述螯合剂溶液体系中，通过搅拌使钛源前驱体溶解在螯合剂溶液中，接着缓慢滴入一定浓度的锂盐溶液，搅拌下使锂盐混合均匀，得到黄色的母液；c、将上述的黄色母液密封于聚四氟乙烯水热反应釜中，经过一定时间的晶化、洗涤、干燥等处理，得到白色固体粉末；晶化温度为120~140℃，晶化时间为15~20小时；d、将此白色的固体粉末置于500~700℃的温度下煅烧，升温速率控制在以3℃/min，最终得到Li4Ti5O12/TiO2复合材料。2.根据权利要求1所述多级结构的杨桃状钛酸锂/二氧化钛电极材料的制备方法，其特征在于，所述的螯合剂为双氧水、乙二醇、丙三醇中的一种。3.根据权利要求1所述多级结构的杨桃状钛酸锂/二氧化钛电极材料的制备方法，其特征在于，所述的钛源前驱体为钛酸正四丁酯、钛...

【专利技术属性】
技术研发人员：何丹农，王敬锋，林琳，金彩虹，
申请(专利权)人：上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31