一种层状石墨烯负载的钛酸锂负极材料及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种层状石墨烯负载的钛酸锂负极材料及制备方法。所述钛酸锂负极材料由以下步骤制得：a、制备含酸的氧化石墨烯分散液；b、制备石墨烯水凝胶；c、将水凝胶除酸，冷冻干燥并抽真空，得到疏松层状结构的石墨烯材料；d、将锂源、有机钛源、助剂加入去离子水中制成混合溶液；e、将石墨烯材料加入混合溶液中，水热反应、冷冻干燥、升温抽真空，得到钛酸锂材料前驱体；f、将前驱体煅烧，即得层状石墨烯负载钛酸锂负极材料。所述方法具有以下有益效果：本发明专利技术制备得到的钛酸锂负极材料，以石墨烯为骨架，具有良好的导电性和离子传导性，用锂离子电池时，具有良好的循环稳定性、比容量和安全性，应用前景广阔。

【技术实现步骤摘要】
一种层状石墨烯负载的钛酸锂负极材料及制备方法
本专利技术涉及锂电池领域，具体涉及负极材料的制备，尤其是涉及一种层状石墨烯负载的钛酸锂负极材料及制备方法。
技术介绍
锂离子电池具有工作电压高、能量密度大、循环寿命长、自放电小、无记忆效应、环境友好等特点，已经成为通讯、电动工具、电动车辆、航空航天等设备理想的移动电源。锂离子电池主要由正极，负极，隔膜、电解液和电池外壳组成。负极作为的关键组部分，其负极材料主要为嵌锂石墨碳材料。这些材料在实际应用过程中存在一些问题，例如，首次充放电效率较低，充放电过程中体积发生变化，容易形成锂枝晶引起短路，使电解液分解，存在安全隐患。钛酸锂作为一种新型锂离子电池负极材料，在锂嵌入或脱出过程中，晶型不发生变化，体积变化小于1%，因此被称为“零应变材料”。钛酸锂能够避免充放电循环中由于电极材料的反复伸缩而导致的结构破坏，从而提高电极的循环性能和使用寿命。因此，钛酸锂负极材料的研究和应用受到广泛关注。专利申请号201510148082.9公开了一种锂离子电池负极材料及其制备方法和应用。采用的技术方案是：锂离子电池负极材料制备方法，通过一个简单的方法合成出主要为片本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种层状石墨烯负载的钛酸锂负极材料的制备方法，其特征在于：所述钛酸锂负极材料是由锂源、有机钛源、助剂和去离子水制成混合溶液，加入疏松层状结构的石墨烯材料，水热反应、冷冻干燥、升温抽真空，制成钛酸锂材料前驱体，最后高温煅烧而制得，具体的制备步骤为：a、将含酸的氧化石墨加入到水中，超声处理0.5~2h，得到含酸的氧化石墨烯分散液；b、向步骤a制得的含酸的氧化石墨烯分散液中加入纳米级二氧化锰颗粒，搅拌混合均匀，并滴加质量浓度为10~15%的稀盐酸调节pH值至2~4，接着置于反应釜中，在100~180℃的恒温下水热反应5~10h，得到石墨烯水凝胶；c、将步骤b制得的石墨烯水凝胶置于水中浸泡除酸，出...

【技术特征摘要】
1.一种层状石墨烯负载的钛酸锂负极材料的制备方法，其特征在于：所述钛酸锂负极材料是由锂源、有机钛源、助剂和去离子水制成混合溶液，加入疏松层状结构的石墨烯材料，水热反应、冷冻干燥、升温抽真空，制成钛酸锂材料前驱体，最后高温煅烧而制得，具体的制备步骤为：a、将含酸的氧化石墨加入到水中，超声处理0.5~2h，得到含酸的氧化石墨烯分散液；b、向步骤a制得的含酸的氧化石墨烯分散液中加入纳米级二氧化锰颗粒，搅拌混合均匀，并滴加质量浓度为10~15%的稀盐酸调节pH值至2~4，接着置于反应釜中，在100~180℃的恒温下水热反应5~10h，得到石墨烯水凝胶；c、将步骤b制得的石墨烯水凝胶置于水中浸泡除酸，出料后转入冷冻机中，冷冻干燥并抽真空，得到疏松层状结构的石墨烯材料；d、将锂源溶解于去离子水中，加入助剂搅拌，并在搅拌状态下滴加有机钛源，搅拌均匀，得到混合溶液；e、将步骤c制得的疏松层状结构的石墨烯材料加入步骤d制得的混合溶液中，置于水热反应釜中，在120~180℃的恒温下水热反应10~20h，接着将水热反应后的物料放入冷冻干燥机中，在低于或等于零下20℃的温度下将浆液冻成预冻体，接着升温抽真空，得到钛酸锂材料前驱体；f、将步骤e制得的钛酸锂材料前驱体放入管式炉中，在氮气氛围中加热到650~850℃，煅烧2~6h，出料，收集，即得层状石墨烯负载钛酸锂负极材料。2.根据权利要求1所述一种层状石墨烯负载的钛酸锂负极...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈庆，文奇，曾军堂，
申请(专利权)人：成都新柯力化工科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51