碳包覆尖晶石鈦酸鋰材料及其生產(chǎn)方法和應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用作鋰離子電池負(fù)極材料的碳包覆納米鈦酸鋰Li4MxTiyO12材料及其生產(chǎn)方法和應(yīng)用，該負(fù)極材料為尖晶石型的Li4Ti5O12或者一元或多元其他金屬元素?fù)诫s的化合物L(fēng)i4MxTiyO12。該合成方法共包括以下步驟：有機(jī)鈦溶液和鋰鹽溶液，混合后制成溶膠；將溶膠陳化得到鈦酸鋰凝膠前驅(qū)物；將凝膠前驅(qū)物經(jīng)過(guò)煅燒被轉(zhuǎn)化為具有納米尺寸的尖晶石鈦酸鋰材料。或者還可以包括步驟：將制備的鈦酸鋰分散在溶解了碳源有機(jī)溶液中，脫去溶劑后煅燒，最終制得納米尺寸的尖晶石鈦酸鋰/碳復(fù)合材料。與常規(guī)方法制備的鈦酸鋰Li4Ti5O12相比，具有更好的倍率特性，用作鋰離子電池負(fù)極，能夠顯著地提高電池的功率性能。
【專利說(shuō)明】碳包覆尖晶石鈦酸鋰材料及其生產(chǎn)方法和應(yīng)用

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種鋰離子電池負(fù)極材料及其生產(chǎn)方法，尤其涉及一種用于鋰離子電 池負(fù)極材料的碳包覆尖晶石鈦酸鋰的生產(chǎn)方法，以及所述方法生產(chǎn)的碳包覆尖晶石鈦酸 鋰，本發(fā)明還涉及一種包含所述尖晶石鈦酸鋰的鋰離子電池負(fù)極、以及鋰離子電池。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著石油資源的日趨枯竭和環(huán)境污染的日益加劇，世界各國(guó)對(duì)電動(dòng)汽車和大型環(huán) 保儲(chǔ)能電池的發(fā)展都給予了高度關(guān)注，并制定了相應(yīng)的發(fā)展計(jì)劃，期望以此來(lái)緩解越來(lái)越 嚴(yán)重的能源危機(jī)和大氣環(huán)境污染問(wèn)題。目前，大型鋰離子電池被認(rèn)為是最具有潛力的汽車 動(dòng)力電池和環(huán)保儲(chǔ)能電池，如KR10-2012-0023021 (A)公開(kāi)的碳酸鋰電極活性材料以及電 池，以及US2013063867 (A1)公開(kāi)的氧缺陷部進(jìn)行氮摻雜而得到的碳酸鋰納米粒子以及電 池。國(guó)內(nèi)外諸多汽車生產(chǎn)廠家正在著手于車用鋰離子電池的研究，并已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了部分商業(yè) 化。采用大型鋰離子電池作為風(fēng)力發(fā)電和太陽(yáng)能發(fā)電入網(wǎng)的中間儲(chǔ)能電池，已經(jīng)成為大型 環(huán)保儲(chǔ)能電池研究的新亮點(diǎn)。
[0003] 尖晶石型鈦酸鋰Li4Ti5012是新型鋰電池負(fù)極材料的代表，具有熱穩(wěn)定性好、耐過(guò) 充電、大電流充放電性能優(yōu)越、循環(huán)性能好、高安全性、且對(duì)環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，其因此成為大 型鋰離子電池的理想負(fù)極材料，其電化學(xué)勢(shì)高達(dá)1. 5V，是最安全的負(fù)極材料。其循環(huán)壽命 可達(dá)20000次，65° C高溫循環(huán)達(dá)到8000次。更值得一提的是，Li4Ti5012-般不會(huì)生成 固體電解質(zhì)界面膜，十分有利于大電流放電，可提高電池循環(huán)壽命和高低溫性能。常規(guī)電 池-20° C下只能放出20%的能量，而尖晶石型鈦酸鋰Li4Ti5012材料在-40° C時(shí)仍然能放 出40%的能量，且大電流放電效果很好。
[0004] 隨著電動(dòng)汽車的逐步發(fā)展，對(duì)尖晶石型鈦酸鋰Li4Ti50 12的性能要求也逐步提高。 為了滿足汽車在啟動(dòng)、加速和爬坡時(shí)候所需的高功率，需要進(jìn)一步提高尖晶石型鈦酸鋰 Li4Ti5012的倍率特性。但是由于尖晶石型鈦酸鋰Li4Ti 5012本身是一類電子絕緣材料，電子 導(dǎo)電性差（<l〇-13S/cm)，在一定程度上限制了該材料的倍率表現(xiàn)，也限制了其在高功率鋰 離子電池領(lǐng)域的應(yīng)用。
[0005] 納米尺度能夠有效地縮短鋰離子和電子在放電或充電過(guò)程中的擴(kuò)散路徑，因此納 米技術(shù)是提高尖晶石型鈦酸鋰Li 4Ti5012倍率特性的重要途徑之一。此外，通過(guò)在Li4Ti 5012 外層包覆一層碳來(lái)增加 Li4Ti5012的導(dǎo)電性能，以此改善倍率問(wèn)題則是最有利于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化 的途徑。然而，用常規(guī)的方法來(lái)合成具有納米尺度和納米結(jié)構(gòu)的尖晶石型鈦酸鋰Li 4Ti5012 是比較困難的。
[0006] 現(xiàn)有的鈦酸鋰Li4Ti5012&極材料的制備方法主要有以下兩類。第一類高溫固 相燒結(jié)法。該方法合成工藝簡(jiǎn)單，只需將化學(xué)式配比的鋰源和鈦源材料充分混合后，在 700-1000° C范圍內(nèi)煅燒12-48小時(shí)即可得產(chǎn)物，但是該法制備的材料，顆粒尺寸一般在十 幾個(gè)微米，而且不具備均勻形貌，雖可用作鋰離子電池的負(fù)極材料，但是由于其粒徑和形貌 的影響，其倍率特性并不能滿足高功率鋰離子電池，尤其是動(dòng)力電池的要求；第二類是水熱 合成法，這種方法可以制備得到較小的顆粒尺寸(一般在幾百個(gè)納米)，但是由于合成方法 本身的局限性，使得材料不具有良好的晶型，材料的循環(huán)性能受到影響。綜上所述，現(xiàn)有的 合成方法很難制備出尺度均一或具有特定結(jié)構(gòu)的納米尖晶石型鈦酸鋰Li 4Ti5012。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種合成納米尖晶石型鈦酸鋰Li4TixM y012的新方 法，并在合成的納米尖晶石型?Λ--Λ〇12表面再包覆一層碳，籍此方法制備出（納米尺寸的 尖晶石鈦酸鋰Li 4TixMy012/碳復(fù)合材料)。這一方法能夠合成出尺度均一的納米尖晶石型鈦 酸鋰Li 4TixMy012/碳復(fù)合材料。
[0008] 本發(fā)明第一個(gè)方面是提供另一種生產(chǎn)尖晶石型鈦酸鋰Li4TixM y012的方法，其中， X選自4. 9-5. 0,并優(yōu)選為4. 95-5. 0,更優(yōu)選為4. 97-5. 0 ;y彡0 ;x+y=4. 9-5. 1，并優(yōu)選為 4. 95-5. 05,最優(yōu)選為5。
[0009] 本發(fā)明第一個(gè)方面所述方法包括如下步驟：
[0010] 步驟1，將鋰鹽以及摻雜金屬Μ離子溶液加入到有機(jī)鈦化合物溶液中，形成膠體；
[0011] 步驟2,將所述膠體陳化，得到摻雜的鈦酸鋰前驅(qū)體；
[0012] 步驟3,將所述鈦酸鋰前驅(qū)體進(jìn)行煅燒，得到摻雜的納米鈦酸鋰；
[0013] 步驟4,將納米鈦酸鋰分散于溶解碳源的溶劑中，脫去溶劑后進(jìn)行煅燒，得到碳包 覆納米尺寸的尖晶石鈦酸鋰Li 4Ti5012 ;其中，所述碳源為能夠煅燒碳化的物質(zhì)。
[0014] 本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解的是，本發(fā)明所述第一方面中，加料過(guò)程中，Li、Μ以及 Ti摩爾比例應(yīng)當(dāng)?shù)扔诨蚣s等于分子式Li4TixMy012中的比例，并且優(yōu)選地，鋰與Μ的摩爾數(shù)之 和與鈦元素的摩爾比優(yōu)選為控制在4 : (5±0. 3)，更優(yōu)選為控制在4 : (5±0. 2)。
[0015] 本發(fā)明所述第一個(gè)方面中，所述"摻雜金屬"或Μ選自門捷列夫元素周期表第一主 族、第二主族、第三主族、過(guò)渡金屬或稀土金屬中的任意一種或幾種。如Na、K、Li、Zn、Mg、 Μη、Ru、Pd、Mo、Zr、Y、Nb、Ba、Al、Cu、Co、Cr、Fe、In、Ga、Ni、V、La、Nd、Sm、Ce 等金屬元素中 的任意一種或幾種的組合。
[0016] 本發(fā)明所述第一個(gè)方面中，所述有機(jī)鈦優(yōu)選為鈦酸酯、或有機(jī)酸鈦鹽、鈦有機(jī)絡(luò)合 物中的任意一種或幾種的混合物。優(yōu)選為選自鈦酸酯、β-二酮鈦、有機(jī)酸鈦鹽中的任意一 種或幾種的混合物。具體舉例如二異硬脂?；佀嵋叶?、羥基二乳酸合鈦、三(二辛基焦 磷酰氧基）鈦酸異丙酯、鈦酸四丁酯、三異硬酯?；佀岙惐ァ⑩佀崴漠惐?、乙酰丙酮鈦 中的一種或幾種的混合物。
[0017] 本發(fā)明所述第一個(gè)方面中，所述鋰鹽可以是無(wú)機(jī)鹽或有機(jī)鹽中的任意一種或幾種 的混合，如醋酸鋰、甲酸鋰、丁酸鋰、丙酸鋰、碳酸鋰、硝酸鋰、硫酸鋰、氫氧化鋰、以及上述鋰 鹽水和物中的任意一種或幾種的混合物。
[0018] 本發(fā)明所述第一個(gè)方面中，所述有機(jī)鈦化合物或鋰鹽分別溶解于有機(jī)溶劑中，以 形成所述有機(jī)鈦化合物溶液或鋰鹽溶液。
[0019] 其中，所述有機(jī)溶劑可以是酮、醇、醚、酯、乙腈中的任意一種或幾種的化合物。具 體地，所述酮的舉例選自丙酮、丁酮、環(huán)己酮中的任意一種或幾種的混合物；所述醇的舉例 選自甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇、正丁醇、乙二醇中的任意一種或幾種的混合物；所述醚選 自乙醚、丁醚、甲乙醚、石油醚中的任意一種或幾種的混合物。
[0020] 本發(fā)明所述第一個(gè)方面中，鋰鹽溶液中還可以包括穩(wěn)定劑，所述穩(wěn)定劑優(yōu)選為有 機(jī)羧酸。所述有機(jī)羧酸可以是一元酸或多元酸，如甲酸、醋酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸、辛酸、 丙二酸、乙二酸、丁二酸、檸檬酸、酒石酸、蘋果酸、水楊酸、抗壞血酸、枸椽酸、苯甲酸中的任 意一種或幾種的混合物，更優(yōu)選為醋酸、檸檬酸、酒石酸中的任意一種或幾種的混合物。
[0021] 本發(fā)明所述第一個(gè)方面中，步驟2中，所述陳化后還可以包括干燥步驟，所述干燥 優(yōu)選為在<100° C的溫度下進(jìn)行，更優(yōu)選的溫度為40-100° C，更優(yōu)選為50-80° C，更優(yōu) 選為 60-80° C。
[0022] 本發(fā)明所述第一個(gè)方面中，步驟3中，所述煅燒過(guò)程中，煅燒溫度優(yōu)選為 500-1000° C，更優(yōu)選為 500-900° C，更優(yōu)選為 600-850° C。
[0023] 本發(fā)明所述第一個(gè)方面中，步驟3中，所述煅燒過(guò)程中，煅燒時(shí)間優(yōu)選為0. 5_5h， 更優(yōu)選為l_4h，更優(yōu)選為1. 5-3h，如2-2. 5h。
[0024] 其中，在本發(fā)明第一個(gè)方面的一種優(yōu)選實(shí)施例中，所述煅燒過(guò)程分為兩個(gè)階段進(jìn) 行，第一階段為預(yù)燒結(jié)階段，煅燒溫度優(yōu)選為500-700° C，更優(yōu)選為550-680° C，更優(yōu)選為 580-670° C，更優(yōu)選為600-650° C，如620° C、640° C等，最優(yōu)選為650° C;第二個(gè)階段 為燒結(jié)階段，燒結(jié)溫度優(yōu)選為700-900° C，更優(yōu)選為730-880° C，更優(yōu)選為750-850° C， 如 780。 C，800。 C，830。 C。
[0025] 其中，所述第一階段預(yù)燒結(jié)時(shí)間優(yōu)選為10min-60min，更優(yōu)選為15-50min，更優(yōu)選 為 20_40min，如 30_40min。
[0026] 其中，所述第二階段燒結(jié)時(shí)間優(yōu)選為0. 5_4h，更優(yōu)選為1-3. 5h，更優(yōu)選為1. 5_3h， 如 2-2. 5h。
[0027] 本發(fā)明所述第一個(gè)方面中，步驟3中，煅燒過(guò)程后，還可以包括球磨步驟。其中，所 述球磨時(shí)間優(yōu)選為〇. 5_3h，更優(yōu)選為l_2h。
[0028] 本發(fā)明的第二個(gè)方面是提供一種生產(chǎn)尖晶石型鈦酸鋰Li4Ti50 12的方法，即第一個(gè) 方面所述方法中x=5, y=0。
[0029] 本發(fā)明第二個(gè)方面所述方法包括如下步驟：
[0030] 步驟1，將鋰鹽溶液加入到有機(jī)鈦化合物溶液中，形成膠體；
[0031] 步驟2,將所述膠體陳化，得到鈦酸鋰前驅(qū)體；
[0032] 步驟3,將所述鈦酸鋰前驅(qū)體進(jìn)行煅燒，得到納米鈦酸鋰。
[0033] 步驟4,將納米鈦酸鋰分散于溶解碳源的溶劑中，脫去溶劑后進(jìn)行煅燒，得到碳包 覆納米尺寸的尖晶石鈦酸鋰Li 4Ti5012 ;其中，所述碳源為能夠煅燒碳化的物質(zhì)。
[0034] 本發(fā)明所述第二個(gè)方面中，所述有機(jī)鈦優(yōu)選為鈦酸酯、或有機(jī)酸鈦鹽、鈦有機(jī)絡(luò)合 物中的任意一種或幾種的混合物。優(yōu)選為選自鈦酸酯、β -二酮鈦、有機(jī)酸鈦鹽中的任意一 種或幾種的混合物。具體舉例如二異硬脂?；佀嵋叶ァ⒘u基二乳酸合鈦、三(二辛基焦 磷酰氧基）鈦酸異丙酯、鈦酸四丁酯、三異硬酯?；佀岙惐ァ⑩佀崴漠惐?、乙酰丙酮鈦 中的一種或幾種的混合物。
[0035] 本發(fā)明所述第二個(gè)方面中，所述鋰鹽可以是無(wú)機(jī)鹽或有機(jī)鹽中的任意一種或幾種 的混合，如醋酸鋰、甲酸鋰、丁酸鋰、丙酸鋰、碳酸鋰、硝酸鋰、硫酸鋰、氫氧化鋰、以及上述鋰 鹽水和物中的任意一種或幾種的混合物。
[0036] 本發(fā)明所述第二個(gè)方面中，所述有機(jī)鈦化合物或鋰鹽分別溶解于有機(jī)溶劑中，以 形成所述有機(jī)鈦化合物溶液或鋰鹽溶液。
[0037] 本發(fā)明所述第二方面中，加料過(guò)程中，鋰和鈦元素的摩爾比優(yōu)選為控制在 4 : (5±0.2)，更優(yōu)選為控制在4 : 5。
[0038] 其中，所述有機(jī)溶劑可以是酮、醇、醚、酯、乙腈中的任意一種或幾種的化合物。具 體地，所述酮的舉例選自丙酮、丁酮、環(huán)己酮中的任意一種或幾種的混合物；所述醇的舉例 選自甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇、正丁醇、乙二醇中的任意一種或幾種的混合物；所述醚選 自乙醚、丁醚、甲乙醚、石油醚中的任意一種或幾種的混合物。
[0039] 本發(fā)明所述第二個(gè)方面中，鋰鹽溶液中還可以包括穩(wěn)定劑，所述穩(wěn)定劑優(yōu)選為有 機(jī)羧酸。所述有機(jī)羧酸可以是一元酸或多元酸，如甲酸、醋酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸、辛酸、 丙二酸、乙二酸、丁二酸、檸檬酸、酒石酸、蘋果酸、水楊酸、抗壞血酸、枸椽酸、苯甲酸中的任 意一種或幾種的混合物，更優(yōu)選為醋酸、檸檬酸、酒石酸中的任意一種或幾種的混合物。
[0040] 本發(fā)明所述第二方面中，加料過(guò)程中，鋰與Μ的摩爾數(shù)之和與鈦元素的摩爾比優(yōu) 選為控制在4 : (5 ±0.3)，更優(yōu)選為控制在4 : (5 ±0.2)。
[0041] 本發(fā)明所述第二個(gè)方面中，步驟2中，所述陳化后還可以包括干燥步驟，所述干燥 優(yōu)選為在<100° C的溫度下進(jìn)行，更優(yōu)選的溫度為40-100° C，更優(yōu)選為50-80° C，更優(yōu) 選為 60-80° C。
[0042] 本發(fā)明所述第二個(gè)方面中，步驟3中，所述煅燒過(guò)程中，溫度優(yōu)選為500-1000° C， 更優(yōu)選為500-900° C，更優(yōu)選為600-850° C。
[0043] 其中，在本發(fā)明第二個(gè)方面的一種優(yōu)選實(shí)施例中，所述煅燒過(guò)程分為兩個(gè)階段進(jìn) 行，第一階段為預(yù)燒結(jié)階段，煅燒溫度優(yōu)選為500-700° C，更優(yōu)選為550-680° C，更優(yōu)選為 580-670° C，更優(yōu)選為600-650° C，如620° C、640° C等，最優(yōu)選為650° C;第二個(gè)階段 為燒結(jié)階段，燒結(jié)溫度優(yōu)選為700-900° C，更優(yōu)選為730-880° C，更優(yōu)選為750-850° C， 如 780。 C，800。 C，830。 C。
[0044] 其中，所述第一階段預(yù)燒結(jié)時(shí)間優(yōu)選為10min-60min，更優(yōu)選為15-50min，更優(yōu)選 為 20_40min，如 30_40min。
[0045] 其中，所述第二階段燒結(jié)時(shí)間優(yōu)選為0. 5_4h，更優(yōu)選為1-3. 5h，更優(yōu)選為1. 5_3h， 如 2-2. 5h。
[0046] 本發(fā)明所述第二個(gè)方面中，步驟3中，煅燒過(guò)程后，還可以包括球磨步驟。其中，所 述球磨時(shí)間優(yōu)選為〇. 5_3h，更優(yōu)選為l_2h。
[0047] 本發(fā)明上述第一或第二個(gè)方面所述的方法的一種優(yōu)選實(shí)施中：所述碳源優(yōu)選為聚 合物材料、浙青中的任意一種或幾種的混合物；如聚丙烯腈、聚烯烴、酚醛樹(shù)脂、脲醛樹(shù)脂、 糠醇樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、聚苯胺、聚酰胺、聚氨酯、聚酯、葡萄糖、浙青中的任意一種或幾種的混 合物。
[0048] 其中，所述碳源更優(yōu)選為糠醇樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂、聚丙烯腈、浙青中的任意 一種或幾種的混合物，所述混合物如酚醛樹(shù)脂與浙青的混合物。
[0049] 在所述一種優(yōu)選實(shí)施例中，步驟4中所述溶劑可以是任意能夠溶解碳源的溶劑中 的任意一種或幾種的混合物，具體舉例選自乙醇、氯仿、二氯甲烷、四氯化碳、丙酮、苯、甲 苯、氯苯、二甲苯、四氫呋喃、乙酸乙酯中的任意一種或幾種的混合物。應(yīng)當(dāng)理解的是，上述 溶劑應(yīng)的選擇能夠溶解所述碳源，例如，選擇乙醇用于溶解酚醛樹(shù)脂，四氯化碳或氯仿用于 溶解浙青等。
[0050] 在所述一種優(yōu)選實(shí)施例中，步驟4所述煅燒優(yōu)選為在無(wú)氧條件下進(jìn)行，更優(yōu)選為 在惰性氣體或還原性氣體環(huán)境中進(jìn)行。
[0051] 所述惰性氣體或還原性氣體優(yōu)選為選自氫氣、氮?dú)?、氬氣、二氧化碳等氣體中的任 意一種或幾種的混合氣。
[0052] 在所述一種優(yōu)選實(shí)施例中，步驟4所述煅燒過(guò)程中，煅燒溫度優(yōu)選為 600-1000° C，更優(yōu)選為 650-900 ° C，更優(yōu)選為 700-800 ° C，如 730° C，750° C，770° C 等。
[0053] 在所述一種優(yōu)選實(shí)施例中，步驟4所述煅燒過(guò)程中，煅燒時(shí)間優(yōu)選為0. 5_5h，更優(yōu) 選為l_4h，更優(yōu)選為1. 5-3h，如2-2. 5h。
[0054] 本發(fā)明第三個(gè)方面是提供一種上述任意一種方法生產(chǎn)的碳包覆尖晶石鈦酸鋰 Li4TixMy012材料(尖晶石型納米鈦酸鋰Li 4TixMy012/碳復(fù)合材料）；其中，X選自4. 9-5. 0,并 優(yōu)選為4. 95-5. 0，更優(yōu)選為

【權(quán)利要求】
1. 一種生產(chǎn)尖晶石型鈦酸鋰Li4TixMy0 12的方法，其特征在于，X選自4. 9-5. 0, y彡0， x+y=4. 9-5. 1 ;所述方法包括如下步驟： 步驟1，將鋰鹽以及摻雜金屬Μ離子溶液加入到有機(jī)鈦化合物溶液中，形成膠體； 步驟2,將所述膠體陳化，得到摻雜的鈦酸鋰前驅(qū)體； 步驟3,將所述鈦酸鋰前驅(qū)體進(jìn)行煅燒，得到摻雜的納米鈦酸鋰； 步驟4,將納米鈦酸鋰分散于溶解碳源的溶劑中，脫去溶劑后進(jìn)行煅燒，得到碳包覆納 米尺寸的尖晶石鈦酸鋰Li4Ti5012 ;其中，所述碳源為能夠煅燒碳化的物質(zhì)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟3所述煅燒過(guò)程中，溫度為 500-1000。 C。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，步驟3所述煅燒過(guò)程分為兩個(gè)階段進(jìn) 行，第一階段為預(yù)燒結(jié)階段，煅燒溫度為500-700° C ;第二個(gè)階段為燒結(jié)階段，燒結(jié)溫度為 700-900° C。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述有機(jī)鈦為鈦酸酯、或有機(jī)酸鈦鹽、鈦 有機(jī)絡(luò)合物中的任意一種或幾種的混合物。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述鋰鹽選自無(wú)機(jī)鹽或有機(jī)鹽中的任意 一種或幾種的混合。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述"摻雜金屬"或Μ選自門捷列夫元素 周期表第一主族、第二主族、第三主族、過(guò)渡金屬或稀土金屬中的任意一種或幾種。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述"摻雜金屬"或Μ選自Na、K、Li、Ζη、 Mg、Μη、Ru、Pd、Mo、Zr、Y、Nb、Ba、Al、Cu、Co、Cr、Fe、In、Ga、Ni、V、La、Nd、Sm、Ce 金屬兀素 中的任意一種或幾種的組合。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，x=5, y=0。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述碳源選自聚丙烯腈、聚烯烴、酚醛樹(shù) 月旨、脲醛樹(shù)脂、糠醇樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、聚苯胺、聚酰胺、聚氨酯、聚酯、葡萄糖、浙青中的任意一 種或幾種的混合物。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟4所述煅燒過(guò)程中，煅燒溫度為 600-1000。 C。
11. 一種上述任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述方法生產(chǎn)的碳包覆尖晶石鈦酸鋰Li4TixM y012材 料；其中，X選自4. 9-5. 0 ;y彡0 ;x+y=4. 9-5. 1，所述碳包覆尖晶石鈦酸鋰Li4TixMy012材料 包括尖晶石鈦酸鋰Li 4TixMy012作為核材料，并被作為殼材料的碳包覆層所包覆；所述碳包 覆尖晶石鈦酸鋰Li 4TixMy012材料顆粒尺寸彡500nm。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的碳包覆尖晶石鈦酸鋰Li4TixMy012材料，其特征在于，所述 碳包覆尖晶石鈦酸鋰Li 4TixMy012材料在1/3C充放時(shí)，容量彡150mAh/g ;在1C充放時(shí)，容量 彡140mAh/g ;在20C充放時(shí)，容量彡95mAh/g。
13. -種上述任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的碳包覆尖晶石鈦酸鋰Li4TixM y012材料在鋰離子 電池負(fù)極材料中的應(yīng)用。
14. 一種鋰離子電池負(fù)極材料，其特征在于，所述鋰離子電池負(fù)極材料含有上述任意一 項(xiàng)權(quán)利要求所述碳包覆尖晶石鈦酸鋰Li 4TixMy012材料。
15. -種鋰離子電池，其特征在于，含有本發(fā)明權(quán)利要求14所述的負(fù)極，以及電解質(zhì)。
【文檔編號(hào)】B82Y40/00GK104253267SQ201310264622
【公開(kāi)日】2014年12月31日 申請(qǐng)日期:2013年6月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月27日
【發(fā)明者】曾樂(lè)才, 廖文俊, 蒿豪, 楊霖霖, 劉佳麗, 余愛(ài)水, 黃桃 申請(qǐng)人:上海電氣集團(tuán)股份有限公司, 復(fù)旦大學(xué)