CN103117383A - 钛酸锂与碳的纳米复合物的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钛酸锂与碳的纳米复合物的制备方法，属锂离子电池负极材料制备领域。该方法包括：步骤1，将十六烷基三甲基溴化铵加入去离子水中，分散后制成溶液A；步骤2，将钛源和油酸溶解于不溶于水的有机溶剂中，搅拌后制成溶液B；步骤3，在剧烈搅拌下，将所述溶液B滴入所述溶液A，在室温下搅拌反应制成反应体系；步骤4，将步骤3制得的反应体系抽滤，去离子水洗涤，直至无泡沫为止，干燥放置后得到干燥粉体；步骤5，将步骤4制得的所述干燥粉体与锂盐混合，加热反应后得到的最终产物即为钛酸锂与碳的纳米复合物。该方法通过制备纳米级Li₄Ti₅O₁₂并引入导电相，可有效提高Li₄Ti₅O₁₂的倍率性能和循环稳定性。

Description

钛酸锂与碳的纳米复合物的制备方法

技术领域

本发明涉及锂离子电池材料领域，特别涉及一种应用于锂离子电池负极材料的超细、超好倍率性能和循环稳定性的钛酸锂与碳的纳米复合物的制备方法。

背景技术

环境污染和能源危机促使人类开发可再生能源，以及发展非矿物燃料动力技术如电动汽车。可再生能源发电利用需要储能电池，电动汽车需要动力电源。锂离子电池是动力与储能电源的最佳选择之一。锂离子电池经过20多年的发展，已成为电子设备的通用电源，但它在可再生能源发电储能以及电动汽车上的广泛应用还有待技术和经济指标的突破，包括能量与功率密度、安全性、循环寿命等性能的提升。

钛酸锂（Li₄Ti₅O₁₂）因其安全性高，循环寿命长被公认为是一种很有发展前景的锂离子电池负极材料。主要是：与碳负极材料相比，钛酸锂的嵌锂电位较高（约1.55V）,远大于金属锂的析出电位，使锂枝晶在负极材料表面的析出在动力学上是不可能的，因此，极大地提高了电池的安全性能。此外，此电位大于绝大多数电解液的还原电位，避免了负极表面SEI膜的形成，使首次不可逆容量较低。此外，Li₄Ti₅O₁₂在锂离子嵌入、脱嵌过程中晶体结构能够保持高度的稳定性，晶格常数变化很小，体积变化＜l%，被称为“零应变”电极材料，在充放电过程中具有良好的可逆性，理论上具有无限长的循环寿命。然而，Li₄Ti₅O₁₂材料的本征电子导电能力(电导率10^-13S/cm)和离子导电能力(锂离子扩散系数约为2×10^-8cm²/s)不高，因此Li₄Ti₅O₁₂在大电流充放电时容量衰减快、倍率性能较差。目前，普遍使用的解决办法有：（1）减小粒径，合成纳米级颗粒，缩短Li⁺的扩散路径。（2）引入具有高导电性的第二相，如碳，金属等，提高材料的整体导电性。（3）掺杂外来金属或非金属离子，如La⁵⁺,Zr⁵⁺,Al³⁺,Br^-等，提高材料的电子导电性。然而，在绝大多数已报道的文献中，往往只采用其中的一种手段，但并未能完全解决钛酸锂用于锂离子电池负极材料时所存在的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种钛酸锂与碳的纳米复合物的制备方法，能制备超细且性能高的钛酸锂，从而解决目前钛酸锂作为锂离子电池负极材料时存在大电流充放电时容量衰减快、倍率性能较差等问题。

解决上述技术问题的技术方案如下：

本发明提供一种钛酸锂与碳的纳米复合物的制备方法，包括：

步骤1，将十六烷基三甲基溴化铵加入去离子水中，分散后制成溶液A；

步骤2，将钛源和油酸溶解于不溶于水的有机溶剂中，搅拌后制成溶液B；

步骤3，在剧烈搅拌下，将所述溶液B滴入所述溶液A，在室温下搅拌反应制成反应体系；

步骤4，将步骤3制得的反应体系抽滤，去离子水洗涤，直至无泡沫为止，干燥放置后得到干燥粉体；

步骤5，将步骤4制得的所述干燥粉体与锂盐混合，加热反应后得到的最终产物即为钛酸锂与碳的纳米复合物。

上述方法中，制备溶液A的十六烷基三甲基溴化铵与制备溶液B的钛源的物质的量之比为1：1、1：1.17或1：1.5。

上述方法的步骤1中采用超声波进行分散，所用超声波的电功率为150W；

上述方法的步骤2中采用磁搅拌。

上述方法的步骤2中所述钛源为：钛酸异丙酯或钛酸正丁酯。

上述方法的步骤2中，所述油酸的用量为钛源总质量的5～12%。

上述方法的步骤2中，所述不溶于水的有机溶剂为：正己烷、正庚烷、正辛烷、非水溶性醇类中的任一种；其中所述非水溶性醇类选自正戊醇、正己醇中的任一种。

上述方法的步骤3中，在室温下搅拌反应的时间为0.5～2小时。

上述方法的步骤5中，所述锂盐为：碳酸锂、氢氧化锂、硝酸锂、醋酸锂中的任一种。

上述方法的步骤5中，所述锂盐的用量为：n（Li）：n（Ti）=0.85。

上述方法的步骤5中，所述加热反应的加热程序为：先在管式炉内在Ar气氛下，400℃预烧2小时，然后在800℃烧结并保温12-24小时后，随炉冷却到室温。

本发明的有益效果为：该方法利用了构建纳米级颗粒以缩短Li⁺的扩散距离和引入具有高电子导电性的碳以提高材料的整体电子导电性，利用二者的协同作用，提高材料的倍率性能，并且由于将两种解决材料倍率性能差的方法结合起来作用于同一材料，合成出平均粒径为25nm的超细Li₄Ti₅O₁₂颗粒，同时引入高导电性的碳，使Li₄Ti₅O₁₂颗粒分布在碳矩阵中，将该材料应用于锂离子电池负极材料，可极大的提高其倍率性能。在高倍率条件下进行充放电，其容量保持率较好。此外，合成方法相对简单且所需时间较短，为Li₄Ti₅O₁₂的商业化应用开辟了一条新的道路。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本发明实施例制备的Li₄Ti₅O₁₂与C的纳米复合物的形成机理图；

图2为本发明实施例2所得Li₄Ti₅O₁₂与C的纳米复合物（MAM-LTO/C）以及固相法合成的Li₄Ti₅O₁₂（SSM-LTO，对比例）的XRD谱线；

图3的(a)、(c)、(e)分别为对比例Li₄Ti₅O₁₂(SSM-LTO)的FE-SEM，TEM、HR-TEM图；(b)、(d)、(f)分别为实施例2所得Li₄Ti₅O₁₂与C的纳米复合物(MAM-LTO/C)的FE-SEM，TEM、HR-TEM图；

图4为本发明实施例2所得Li₄Ti₅O₁₂与C的纳米复合物（MAM-LTO/C）以及对比例Li₄Ti₅O₁₂（SSM-LTO）的TG分析图；

图5中的（a）为本发明实施例2所得Li₄Ti₅O₁₂与C的纳米复合物(MAM-LTO/C)在不同电流密度下的电压-容量曲线对比图；图5中的（b）为固相法合成的Li₄Ti₅O₁₂(SSM-LTO)在不同电流密度下的电压-容量曲线对比图；

图6为本发明实施例2所得Li₄Ti₅O₁₂与C的纳米复合物(MAM-LTO/C)的BET曲线；

图7(a)为本发明实施例2所得Li₄Ti₅O₁₂与C的纳米复合物(MAM-LTO/C)和固相法合成的Li₄Ti₅O₁₂(SSM-LTO)在5C倍率下的循环性能对比图；图7（b）本发明实施例2所得Li₄Ti₅O₁₂与C的纳米复合物(MAM-LTO/C)和固相法合成的Li₄Ti₅O₁₂(SSM-LTO)在10C倍率下的循环性能对比图；

图8为本发明实施例2所得Li₄Ti₅O₁₂与C的纳米复合物(MAM-LTO/C)以及固相法合成的Li₄Ti₅O₁₂(SSM-LTO)在0.1C倍率下先循环3圈后的交流阻抗谱图；

图1中英文单词的含义分别为：H₂O：水；CTAB：十六烷基三甲基溴化铵；TTIP：钛酸异丙酯；Oleic：油酸；n-hexane：正己烷；mix：混合；stir：搅拌；hydrolysis：水解；filter：抽滤；washing：洗涤；Li₂CO₃：碳酸锂；TiO₂：二氧化钛；Li₄Ti₅O₁₂：钛酸锂；argon：氩气；annealing：煅烧；

图3中英文单词的含义分别为：Li₄Ti₅O₁₂：钛酸锂；Carbon：碳。

具体实施方式

下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

下面对本发明实施例作进一步地详细描述。

在此需要说明：在以下实施例中，选取的钛源为钛酸异丙酯，锂源为碳酸锂，不溶于水的油相为正己烷，但本发明的实现方式并不局限于此。

实施例1

本实施例提供一种钛酸锂与碳（Li₄Ti₅O₁₂与C）纳米复合物的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，量取150ml去离子水，加入10.20g十六烷基三甲基溴化铵（CTAB），经超声，剧烈搅拌后得溶液A；

步骤2，7.96g钛酸异丙酯和0.63g油酸溶解在60ml正己烷中，磁搅拌30min，得溶液B；

步骤3，在剧烈搅拌下，溶液B逐滴滴入溶液A中；室温下，搅拌反应1h；

步骤4，将步骤3所得体系抽滤，去离子水洗涤，直至无泡沫为止，60℃干燥过夜；

步骤5，将步骤4所得干燥粉体与0.88g碳酸锂混合，在管式炉内，Ar气氛中，先在400℃预烧2h，再在800℃烧结并保温12h，得最终产物-超细Li₄Ti₅O₁₂与C的纳米复合物。

实施例2

本实施例提供一种钛酸锂与碳（Li₄Ti₅O₁₂与C）纳米复合物的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，量取150ml去离子水，加入11.94g十六烷基三甲基溴化铵（CTAB），经超声，剧烈搅拌后得溶液A；

步骤2，7.96g钛酸异丙酯和0.63g油酸溶解在60ml正己烷中，磁搅拌30min，得溶液B；

步骤3，在剧烈搅拌下，溶液B逐滴滴入溶液A中；室温下，搅拌反应1h；

步骤4，将步骤3所得体系抽滤，去离子水洗涤，直至无泡沫为止，60℃干燥过夜；

步骤5，将步骤4所得干燥粉体与0.88g碳酸锂混合，在管式炉内，Ar气氛中，先在400℃预烧2h，再在800℃烧结并保温12h，得最终产物-超细Li₄Ti₅O₁₂与C的纳米复合物。

实施例3

本实施例提供一种钛酸锂与碳（Li₄Ti₅O₁₂与C）纳米复合物的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，量取150ml去离子水，加入15.31g十六烷基三甲基溴化铵（CTAB），经超声，剧烈搅拌后得溶液A；

步骤2，7.96g钛酸异丙酯和0.63g油酸溶解在60ml正己烷中，磁搅拌30min，得溶液B；

步骤3，在剧烈搅拌下，溶液B逐滴滴入溶液A中；室温下，搅拌反应1h；

步骤4，将步骤3所得体系抽滤，去离子水洗涤，直至无泡沫为止，60℃干燥过夜；

步骤5，将步骤4所得干燥粉体与0.88g碳酸锂混合，在管式炉内，Ar气氛中，先在400℃预烧2h，再在800℃烧结并保温12h，得最终产物-超细Li₄Ti₅O₁₂与C的纳米复合物。

实施例4

本实施例提供一种钛酸锂与碳（Li₄Ti₅O₁₂与C）纳米复合物的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，量取150ml去离子水，加入11.94g十六烷基三甲基溴化铵（CTAB），经超声，剧烈搅拌后得溶液A；

步骤2，7.96g钛酸异丙酯和0.82g油酸溶解在60ml正己烷中，磁搅拌30min，得溶液B；

步骤3，在剧烈搅拌下，溶液B逐滴滴入溶液A中；室温下，搅拌反应0.5h；

步骤4，将步骤3所得体系抽滤，去离子水洗涤，直至无泡沫为止，60℃干燥过夜；

步骤5，将步骤4所得干燥粉体与0.88g碳酸锂混合，在管式炉内，Ar气氛中，先在400℃预烧2h，再在800℃烧结并保温12h，得最终产物-超细Li₄Ti₅O₁₂与C的纳米复合物。

实施例5

本实施例提供一种钛酸锂与碳（Li₄Ti₅O₁₂与C）纳米复合物的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，量取150ml去离子水，加入15.31g十六烷基三甲基溴化铵（CTAB），经超声，剧烈搅拌后得溶液A；

步骤2，7.96g钛酸异丙酯和0.63g油酸溶解在60ml正己烷中，磁搅拌30min，得溶液B；

步骤3，在剧烈搅拌下，溶液B逐滴滴入溶液A中；室温下，搅拌反应0.5h；

步骤4，将步骤3所得体系抽滤，去离子水洗涤，直至无泡沫为止，60℃干燥过夜；

步骤5，将步骤4所得干燥粉体与0.88g碳酸锂混合，在管式炉内，Ar气氛中，先在400℃预烧2h，再在800℃烧结并保温24h，得最终产物-超细Li₄Ti₅O₁₂与C的纳米复合物。

实施例6

本实施例提供一种钛酸锂与碳（Li₄Ti₅O₁₂与C）纳米复合物的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，量取150ml去离子水，加入11.94g十六烷基三甲基溴化铵（CTAB），经超声，剧烈搅拌后得溶液A；

步骤2，7.96g钛酸异丙酯和0.82g油酸溶解在60ml正己烷中，磁搅拌30min，得溶液B；

步骤3，在剧烈搅拌下，溶液B逐滴滴入溶液A中；室温下，搅拌反应2h；

步骤4，将步骤3所得体系抽滤，去离子水洗涤，直至无泡沫为止，60℃干燥过夜；

步骤5，将步骤4所得干燥粉体与0.88g碳酸锂混合，在管式炉内，Ar气氛中，先在400℃预烧2h，再在800℃烧结并保温24h，得最终产物-超细Li₄Ti₅O₁₂与C的纳米复合物。

实施例7

本实施例提供一种钛酸锂与碳（Li₄Ti₅O₁₂与C）纳米复合物的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，量取150ml去离子水，加入10.20g十六烷基三甲基溴化铵（CTAB），经超声，剧烈搅拌后得溶液A；

步骤2，7.96g钛酸异丙酯和0.63g油酸溶解在60ml正己烷中，磁搅拌30min，得溶液B；

步骤3，在剧烈搅拌下，溶液B逐滴滴入溶液A中；室温下，搅拌反应2h；

步骤4，将步骤3所得体系抽滤，去离子水洗涤，直至无泡沫为止，60℃干燥过夜；

步骤5，将步骤4所得干燥粉体与0.88g碳酸锂混合，在管式炉内，Ar气氛中，先在400℃预烧2h，再在800℃烧结并保温12h，得最终产物-超细Li₄Ti₅O₁₂与C的纳米复合物。

实施例8

本实施例提供一种钛酸锂与碳（Li₄Ti₅O₁₂与C）纳米复合物的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，量取150ml去离子水，加入10.24g十六烷基三甲基溴化铵（CTAB），经超声，剧烈搅拌后得溶液A；

步骤2，7.96g钛酸异丙酯和0.82g油酸溶解在60ml正己烷中，磁搅拌30min，得溶液B；

步骤3，在剧烈搅拌下，溶液B逐滴滴入溶液A中；室温下，搅拌反应1h；

步骤4，将步骤3所得体系抽滤，去离子水洗涤，直至无泡沫为止，60℃干燥过夜；

步骤5，将步骤4所得干燥粉体与0.88g碳酸锂混合，在管式炉内，Ar气氛中，先在400℃预烧2h，再在800℃烧结并保温12h，得最终产物-超细Li₄Ti₅O₁₂与C的纳米复合物。

表征与性能测试实验

对比例：以二氧化钛和碳酸锂为原料，采用固相法合成Li₄Ti₅O₁₂（SSM-LTO），对其进行物理和电化学性能表征，并与本发明实施例2合成的Li₄Ti₅O₁₂与C的纳米复合物（MAM-LTO/C）进行电化学性能比较。

图1为针对本发明实施例的Li₄Ti₅O₁₂与C的纳米复合物的制备形成机理图。

在剧烈搅拌条件下，溶解了钛酸异丙酯（TTIP）和油酸(Oleic)的正己烷(hexane)溶液分散在溶解了十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）的水溶液中，形成无数十分微小的小液滴。作为表面活性剂，CTAB分布在油水界面上，阻止液滴的凝结长大。当少量的水通过界面进入液滴后，TTIP水解形成无定形二氧化钛(TiO₂)，同时油酸吸附在二氧化钛颗粒的表面，阻止二氧化钛晶粒的继续生长，在后期与碳酸锂(Li₂CO₃)进一步高温反应形成钛酸锂的过程中，油酸可进一步阻止颗粒的团聚长大并可作为碳源，在高温、惰性气氛下，碳化后包覆在材料的表面，提高材料整体的电子导电性。本发明巧妙的在材料生成的过程中，在颗粒可能长大的步骤中，引入关键措施，阻止颗粒的长大，最终目的是合成纳米级Li₄Ti₅O₁₂与C的纳米复合物(MAM-LTO/C)。

图2为对比例Li₄Ti₅O₁₂（SSM-LTO）和实施例2所得Li₄Ti₅O₁₂与C的纳米复合物（MAM-LTO/C)的XRD图谱。与Li₄Ti₅O₁₂的标准谱图对比可知，本发明合成的钛酸锂基本为纯相。

将对比例Li₄Ti₅O₁₂（SSM-LTO）和实施例2所得Li₄Ti₅O₁₂与C的纳米复合物（MAM-LTO/C)分别进行场发射扫描电镜（FE-SEM）、透射电镜（TEM）和高分辨率透射电镜（HR-TEM）分析，所得FE-SEM、TEM和HR-TEM图如图3所示。

对比图3（a）和3（b），可见本发明提出的合成方法所制得的Li₄Ti₅O₁₂颗粒明显小于固相法合成的Li₄Ti₅O₁₂。通过图3（c）和3（d）可进一步得出固相法合成的Li₄Ti₅O₁₂平均粒径约为260nm，而本发明提出的合成方法制得的Li₄Ti₅O₁₂平均粒径约为25nm。此外，由图3（d）可以看出Li₄Ti₅O₁₂纳米颗粒均匀分散在油酸碳化后形成的碳矩阵中。图3（e）和3（f）分别为对比例和实施例2所得Li₄Ti₅O₁₂的HR-TEM图。图上所标注的晶格条纹分别为0.25nm和0.48nm，分别对应于尖晶石钛酸锂的（311）晶面和（111）晶面。进一步证明了本发明合成了纯相尖晶石Li₄Ti₅O₁₂。

图4为对比例Li₄Ti₅O₁₂（SSM-LTO）和实施例2所得Li₄Ti₅O₁₂与C的纳米复合物（MAM-LTO/C)的热重分析图，目的是确定实施例2所得Li₄Ti₅O₁₂与C复合物中的碳含量。80℃～600℃的重量损失归结为碳的分解，通过作图可知碳含量为2.69%。

图5为实施例2所得的Li₄Ti₅O₁₂与C的纳米复合物（MAM-LTO/C)和对比例Li₄Ti₅O₁₂（SSM-LTO）的倍率性能图。通过对比图5（a）和5（b）可以看出Li₄Ti₅O₁₂与C复合物具有明显的优越性。在相同的倍率下，Li₄Ti₅O₁₂与C复合物具有更高的充放电比容量且随着充放电电流的增大极化程度相对较小。此外，对比图5（a）和5（b），可见5（a）在平台容量结束后，容量下降相对较慢，即斜坡容量相对较大（虚线部分所示），且随着倍率的增大，该部分容量在总容量中所占的比例越大，而该斜坡容量是由伪电容引起的。比表面积、充放电倍率越大（或在CV中扫速越快），伪电容越大。对比图5（a）和5（b），表明Li₄Ti₅O₁₂与C的纳米复合物具有更大的比表面积。BET测试也证明了这一结论，如图6所示，其中微乳液法辅助合成的Li₄Ti₅O₁₂与C的纳米复合物，其比表面积为19.69m²g^-1。（对比例及固相法合成的Li₄Ti₅O₁₂其BET图片由于无法得到有效的数据而未给出，可能原因是Li₄Ti₅O₁₂比表面积太小而无法精确测出）。

图7为对比例Li₄Ti₅O₁₂（SSM-LTO）和实施例2所得Li₄Ti₅O₁₂与C的纳米复合物（MAM-LTO/C)在5C和10C倍率下的循环稳定性对比图。其中，所有样品在进行大倍率充放电之前，先在0.1C的倍率下循环3圈。由图7（a）可见，在5C倍率下，Li₄Ti₅O₁₂与C的纳米复合物起始放电容量为161.3mAh g^-1，在第七圈时达到它的最大值170.6mAh g^-1，100圈后期容量仍有163.3mAh g^-1，容量保持率高达95.7%。对于对比例Li₄Ti₅O₁₂，在相同的条件下其对应的值分别为99.4mAh g^-1，106.0mAh g^-1（第20圈），100.4mAh g^-1和94.7%。显然，在相同的条件下，Li₄Ti₅O₁₂与C的纳米复合物呈现出更高的容量和容量保持率。图7（b）为对比例Li₄Ti₅O₁₂和实施例2所得Li₄Ti₅O₁₂与C的纳米复合物在10C倍率下的循环性能对比图。由图可见，Li₄Ti₅O₁₂与C的纳米复合物仍可提供136.3mAh g^-1的高容量，而对比例Li₄Ti₅O₁₂只有75.8mAh g^-1。Li₄Ti₅O₁₂与C的纳米复合物的容量几乎为对比例Li₄Ti₅O₁₂容量的两倍，100圈后，Li₄Ti₅O₁₂与C复合物的容量保持率仍高达96.4%，而对比例Li₄Ti₅O₁₂容量保持率只有93.7%。可见，本发明提出的微乳液法辅助制备的Li₄Ti₅O₁₂与C的纳米复合物具有非常好的循环稳定性，且在高倍率下时，其优越性更加突出。

为探究实施例2所得Li₄Ti₅O₁₂与C的纳米复合物（MAM-LTO/C)的电化学性能好的原因，我们进行了电化学交流阻抗的研究，结果如图8所示。Li₄Ti₅O₁₂与C的纳米复合物和对比例Li₄Ti₅O₁₂（SSM-LTO）都呈现了典型的交流阻抗图谱，即在高频区有一个半圆，中低频区有一条倾斜的直线。其中，半圆归结为电荷转移电阻，半圆的直径可用来衡量电荷转移电阻的大小。斜线是由离子在电极材料中的扩散造成的。斜线的斜率可用来粗略估计离子在电极材料中的扩散能力的大小。对比Li₄Ti₅O₁₂与C的纳米复合物和对比例Li₄Ti₅O₁₂交流阻抗谱图可知，Li₄Ti₅O₁₂与C复合物有更小的电荷转移电阻，且锂离子在材料中的扩散能力更强，从而在一定程度上解释了为何Li₄Ti₅O₁₂与C的纳米复合物表现出更好的倍率性能和循环稳定性。

如果将上述解决办法中的两种或三种结合起来，协同作用于材料，必定能极大地提高材料的性能。

本发明制备的超细Li₄Ti₅O₁₂与C的纳米复合物可用于制备锂离子电池，作为负极材料，如制作电池型号为CR2025的扣式电池，工作电极采用本发明制备的Li₄Ti₅O₁₂与C的纳米复合物，对电极为锂片，Celgard2300微孔膜为隔膜，电解液为含LiPF₆(1.0M)的碳酸乙烯酯(EC)和碳酸二甲基酯(DMC)混合溶液（1:1(w/w)）。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种钛酸锂与碳的纳米复合物的制备方法，其特征在于，包括：

步骤1，将十六烷基三甲基溴化铵加入去离子水中，分散后制成溶液A；

步骤2，将钛源和油酸溶解于不溶于水的有机溶剂中，搅拌后制成溶液B；

步骤3，在剧烈搅拌下，将所述溶液B滴入所述溶液A，在室温下搅拌反应制成反应体系；

步骤4，将步骤3制得的反应体系抽滤，去离子水洗涤，直至无泡沫为止，干燥放置后得到干燥粉体；

步骤5，将步骤4制得的所述干燥粉体与锂盐混合，加热反应后得到的最终产物即为钛酸锂与碳的纳米复合物。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法中，制备溶液A的十六烷基三甲基溴化铵与制备溶液B的钛源的物质的量之比为1：1、1：1.17或1：1.5。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1中采用超声波进行分散，所用超声波的电功率为150W；

所述步骤2中采用磁搅拌。

4.根据权利要求1或2中所述的方法，其特征在于，所述步骤2中所述钛源为：钛酸异丙酯或钛酸正丁酯。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤2中，所述油酸的用量为钛源总质量的5～12%；

所述不溶于水的有机溶剂为：正己烷、正庚烷、正辛烷、非水溶性醇类中的任一种。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述非水溶性醇类选自正戊醇、正己醇中的任一种。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤3中，在室温下搅拌反应的时间为0.5～2小时。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤5中，所述锂盐为：碳酸锂、氢氧化锂、硝酸锂、醋酸锂中的任一种。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤5中，所述锂盐的用量为：n（Li）：n（Ti）=0.85。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤5中，所述加热反应的加热程序为：先在管式炉内在Ar气氛下，400℃预烧2小时，然后在800℃烧结并保温12-24小时后，随炉冷却到室温。

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