氟化鋁包覆的碳包覆氮化鈦酸鋰的制備及應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了氟化鋁包覆的碳包覆氮化鈦酸鋰的制備及應(yīng)用，所述氟化鋁包覆的碳包覆氮化鈦酸鋰的制備方法為：先制備尖晶石結(jié)構(gòu)鈦酸鋰；然后將碳源和鈦酸鋰混勻，在真空或保護氣體氛圍中煅燒，得到碳包覆鈦酸鋰；再將氮源和碳包覆鈦酸鋰混勻，在真空或保護氣體氛圍中煅燒，得到碳包覆氮化鈦酸鋰；將碳包覆氮化鈦酸鋰的懸濁液中加入鋁鹽和氟化銨，蒸干溶液，將均勻混合顆粒在真空或保護氣體氛圍中煅燒，得到氟化鋁包覆的碳包覆氮化鈦酸鋰。本發(fā)明的制備方法制備過程簡單，反應(yīng)過程無污染，產(chǎn)物均一性好，制備得到的氟化鋁包覆的碳包覆氮化鈦酸鋰具有高克容量，有良好工業(yè)應(yīng)用前景。
【專利說明】氟化鋁包覆的碳包覆氮化鈦酸鋰的制備及應(yīng)用

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于納米材料【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及氟化鋁包覆的碳包覆氮化鈦酸鋰的制備及應(yīng)用。

【背景技術(shù)】
[0002]鈦酸鋰是一種有良好應(yīng)用前景的鋰離子二次電池負極材料。鈦酸鋰電池具有長壽命、高倍率、安全性和優(yōu)秀的高低溫性能。
[0003]鈦酸鋰是一種由金屬鋰和低電位過渡金屬鈦的復(fù)合氧化物，尖晶石結(jié)構(gòu)，空間群為？(13%不導(dǎo)電，在空氣中能穩(wěn)定存在。做為鋰離子二次電池負極，充放電過程中，不發(fā)生晶型變化，體積變化小于1%，被稱為“零應(yīng)變材料”。這種穩(wěn)定致密的結(jié)構(gòu)可以為有限的鋰離子提供進出的通道，使114115012具有比碳負極更優(yōu)良的循環(huán)性能。在充電過程中，114115012晶體嵌入3個鋰離子，生成藍色“7115012晶體結(jié)構(gòu)，未過充條件下，不會生成金屬鋰，因此，鈦酸鋰負極材料被認為是安全的鋰電池負極材料。
[0004]在251下，鋰離子在114115012具有較高的化學(xué)擴散系數(shù)為2X10—高的擴散系數(shù)使鈦酸鋰可以快速、多循環(huán)充放電。但114115012自身導(dǎo)電率約10—135八！11，屬于絕緣體，因此要使其在大電流充放電中獲得應(yīng)用需要對其進行修飾或改性。
[0005]在鈦酸鋰表面包覆導(dǎo)電碳是常用的提高鈦酸鋰導(dǎo)電性的一種方法。
[0006]鈦的氮化物氮化鈦具有很好的導(dǎo)電性能，主要由離子鍵、共價鍵和金屬鍵混合組成，在201時其導(dǎo)電率為8.79 3 -11^(莫畏，鄧國珠，羅方承.鈦冶金.北京:冶金工業(yè)出版社，1998:97-99)。在鈦酸鋰晶體結(jié)構(gòu)里摻雜氮化鈦結(jié)構(gòu)或者在鈦酸鋰粒子表面包覆氮化鈦，可以增加鈦酸鋰導(dǎo)電性，提高倍率性能。
[0007]采用氟化物包覆可以減低電解液中冊對電極材料和集流體的腐蝕，減少電極表面固體電解質(zhì)界面鈍化膜膜(321)的副反應(yīng)，提高電池容量和循環(huán)性能。
[0008]盡管鈦酸鋰作為負極在電化學(xué)反應(yīng)過程中不生成固體電解質(zhì)膜(3011(1￡1601:1-0171:6821) 0在充電過程中，114115012晶體嵌入3個鋰離子，生成藍色117115012晶體結(jié)構(gòu)，在不過充條件下，理論上不可能析出金屬鋰枝晶，具有很好的安全性。
[0009]但在實際應(yīng)用過程中，鈦酸鋰電池在過充條件下，也會出現(xiàn)負極金屬鋰的析出和冒煙起火現(xiàn)象。因此，提高鈦酸鋰負極材料安全性是一個重要的研究課題。
[0010]含氮元素離子液體在高溫下熱解可以生成氮化碳⑶X。
[001 1〕等人采用含氫、碳和氮的離子液體1-乙基-3-甲基咪唑二腈胺鹽(0--)和1- 丁基-3-甲基-卩比唳二腈胺鹽煅燒后生成氮摻雜熱解碳，通過測量電導(dǎo)率，生成的氮摻雜熱解碳具有高導(dǎo)電性，并且具有抗氧化性
(101110 1.1^111(18 88 ？^6011^801^8811^0^611—001)6(1 611111: 10了6118 ？6七61
811,八 1116 111011185, 3,11(1 1^1115 八II七0=16七七 1，八己乂.祖七61\，2010，22,87 - 92)0
[0012]為了提高鈦酸鋰材料的導(dǎo)電性和安全性，我們提出了氟化鋁包覆的碳包覆氮化鈦酸鋰的制備方法及應(yīng)用。
[0013]采用氟化鋁包覆的碳包覆氮化鈦酸鋰的制備方法還未見報道。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]為了同時提高鈦酸鋰材料的導(dǎo)電性和安全性，本發(fā)明提出了氟化鋁包覆的碳包覆氮化鈦酸鋰的制備方法，并將制備的氟化鋁包覆的碳包覆氮化鈦酸鋰應(yīng)用在鋰離子二次電池中。
[0015]本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0016]氟化鋁包覆的碳包覆氮化鈦酸鋰的制備方法，其特殊之處在于:包括以下步驟:
[0017]1)將二氧化鈦和碳酸鋰混勻，置于真空或保護氣體氛圍中煅燒，自然冷卻，得到鈦酸鋰粉末；
[0018]2)將碳源和鈦酸鋰粉末混勻，在真空或保護氣體氛圍中煅燒，自然冷卻，得到碳包覆欽酸裡；
[0019]3)將氮源和碳包覆鈦酸鋰混勻，在真空或保護氣體氛圍中煅燒，使得鈦酸鋰晶體結(jié)構(gòu)表面氮元素和鈦酸鋰晶體表面部分鈦元素形成鈦氮化學(xué)鍵，自然冷卻，得到碳包覆的氮化鈦酸鋰，所述氮化鈦酸鋰表示為“4115012八1?；
[0020]4)將碳包覆氮化鈦酸鋰顆粒均勻分散至懸濁液溶劑中，形成懸濁液，在懸濁液中加入鋁鹽和氟化銨，蒸干溶液，得到混合物顆粒，將該混合物顆粒置于真空或保護氣體氛圍中煅燒，自然冷卻，得到氟化鋁包覆的碳包覆氮化鈦酸鋰。
[0021]上述二氧化鈦晶型為金紅石型、銳鈦礦型、板鈦礦型或無定型；
[0022]所述碳源為浙青、淀粉、葡萄糖、麥芽糖、檸檬酸、環(huán)糊精、醋酸纖維、環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、脲醛樹脂、糠醛樹脂、聚乙烯醇和聚乙二烯中的一種或幾種。
[0023]所述氮源包括尿素、縮二尿、乙腈、單氰胺、二聚氰胺、三聚氰胺和含氮元素的離子液體中的一種或幾種。
[0024]所述鋁鹽為硝酸鋁、醋酸鋁和硫酸鋁中的一種或幾種。
[0025]上述含氮元素離子液體包括咪唑類、吡啶類、季銨類、吡咯烷類、哌啶類、季鱗類和功能化離子液體中的一種或幾種；所述功能化離子液體包括化烷基咪唑、胺基功能化類、磺酸功能化類、羥基功能化類、氰基功能化類、烯基功能化類、醚基功能化類、芐基功能化類、酯基功能化類和胍類離子液體。
[0026]上述碳源和鈦酸鋰的質(zhì)量百分比為1?20: 100 ；所述氮源和碳包覆鈦酸鋰的質(zhì)量百分比為0.1?20:100 ；氟化鋁和碳摻雜氮化鈦酸鋰質(zhì)量百分比為0.1?20:100。
[0027]上述懸濁液溶劑為水和醇的混合溶液，所述醇為乙醇、丙醇、異丙醇、丁醇、異丁醇、乙二醇中的一種或幾種，所述水和醇的體積比為100?40: 1?60。
[0028]上述保護氣體為氮氣、氦氣和氬氣中的一種或幾種。
[0029]上述步驟1)煅燒條件為:在真空和/或保護氣體氛圍中，以2?51 /分鐘的速度升溫到300?5001，并在此溫度下保持0.5?2小時，然后再繼續(xù)以2?51 /分鐘的速度升溫到500?9501，并在此溫度下保持0.5?2小時，反應(yīng)結(jié)束后在真空或保護氣體氛圍中自然冷卻至室溫；
[0030]步驟2)煅燒條件為:在真空和/或保護氣體氛圍中，以2?51 /分鐘的速度升溫到300?5001，并在此溫度下保持0.5?2小時，然后再繼續(xù)以2?51 /分鐘的速度升溫到500?9501，并在此溫度下保持0.5?2小時，反應(yīng)結(jié)束后在真空和/或保護氣體氛圍中自然冷卻至室溫；
[0031]步驟3)煅燒條件為:在真空和/或保護氣體氛圍中，以2?51 /分鐘的速度升溫到300?5001，并在此溫度下保持0.5?2小時，反應(yīng)結(jié)束后在真空或保護氣體氛圍中自然冷卻至室溫。
[0032]上述步驟4)煅燒條件為:在真空和/或保護氣體氛圍中，以2?51 /分鐘的速度升溫到300?8001，并在此溫度下保持0.5?2小時，反應(yīng)結(jié)束后在真空或保護氣體氛圍中自然冷卻至室溫。
[0033]上述方法所制備的氟化鋁包覆的碳包覆氮化鈦酸鋰在鋰離子二次電池負極材料中的應(yīng)用。
[0034]氟化鋁包覆的碳包覆氮化鈦酸鋰的的結(jié)構(gòu)，其特征在于:包括由內(nèi)至外依次包覆的內(nèi)核、第一包覆層、第二包覆層，所述內(nèi)核為表面分布有氮化鈦的鈦酸鋰，所述第一包覆層為碳包覆層或含有氮化碳的碳包覆層，所述第二包覆層為氟化鋁。
[0035]本發(fā)明的有益效果是:
[0036]1、本發(fā)明為鋰離子二次電池負極材料增添了一種新的材料同時提供了該材料的制備方法，且制得的該材料具有高克容量、循環(huán)倍率性能和安全性能。
[0037]2、本發(fā)明首先制備碳包覆鈦酸鋰，然后制備碳包覆氮化鈦酸鋰。再在碳包覆氮化鈦酸鋰顆粒表面包覆氟化鋁，生成氟化鋁包覆的碳包覆氮化鈦酸鋰材料，制備方法制備過程簡單，設(shè)備要求低，反應(yīng)過程無污染，產(chǎn)物均一性好，制備得到的氟化鋁包覆的碳包覆氮化鈦酸鋰具有高克容量、循環(huán)倍率性能和安全性能。具有良好工業(yè)應(yīng)用前景。
[0038]3、本發(fā)明在氮化過程中生成了氮化鈦2，使氮化的鈦酸鋰相比于鈦酸鋰1具有高的導(dǎo)電性，同時，在氮源選擇離子液體時，碳包覆會含有高導(dǎo)電性物質(zhì)氮化碳(￠:?)；另外，通過氟化鋁的包覆，避免了負極金屬鋰的析出和冒煙起火現(xiàn)象，材料的安全性也得到了進一步的提升，因此，通過發(fā)明的方法所產(chǎn)生的材料與鈦酸鋰相比，導(dǎo)電性和安全性都得到了進一步的提升。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0039]圖1是實施例1生成的尖晶石型氟化鋁包覆的碳包覆氮化鈦酸鋰的乂即譜圖；
[0040]圖2是實施例1生成的尖晶石型氟化鋁包覆的碳包覆氮化鈦酸鋰的321圖；
[0041]圖3是實施例1生成的尖晶石型氟化鋁包覆的碳包覆氮化鈦酸鋰粉末的X射線能量散射203光譜；
[0042]圖4是實施例1制備得到的尖晶石型氟化鋁包覆的碳包覆氮化鈦酸鋰0.20條件下的充放電循環(huán)曲線；
[0043]圖5是本發(fā)明生成的氟化鋁包覆的碳包覆氮化鈦酸鋰的結(jié)構(gòu)示意圖，其中1-鈦酸鋰、2-氮化鈦、3-熱解碳、4-氮化碳、5-磷酸鋁。

【具體實施方式】
[0044]下面結(jié)合具體的實施例對本發(fā)明作進一步的說明，但并不局限于此。
[0045]實施例所用原材料，均為分析純，含量? 99.9%。
[0046]實施例1
[0047]氟化鋁包覆碳摻雜氮化鈦酸鋰的制備方法，包括以下步驟:
[0048]步驟1)尖晶石型鈦酸鋰1的制備
[0049]按11:II摩爾比0.8: 1稱取碳酸鋰和金紅石型二氧化鈦，用無水乙醇混合，置于南京大學(xué)儀器廠01-23？12型球磨機中氬氣氣氛中球磨12小時。將混合均勻樣品置于真空烘箱中801，加熱烘干5小時，真空冷卻至室溫。將樣品置于上海久工電器有限公司高溫氣氛電爐，抽真空，通99.9%氮氣保護氣，然后以51 /分鐘的速度升溫到5001，并在此溫度下保持1小時，然后再繼續(xù)以2。。/分鐘的速度升溫到8501，并在此溫度下保持1小時，自然冷卻后，停止通入氮氣，得到白色鈦酸鋰粉末。
[0050]步驟2)尖晶石型碳包覆鈦酸鋰的制備
[0051]將步驟1)制備得到的鈦酸鋰粉末和葡萄糖按質(zhì)量比100: 10均勻混合，然后置于南京大學(xué)儀器廠01-23？12型球磨機中氬氣氣氛中球磨6小時。將球磨均勻的混合物樣品置于上海久工電器有限公司高溫氣氛電爐，抽真空，通99.9%氮氣保護氣，然后以51 /分鐘的速度升溫到4501，并在此溫度下保持1小時，然后再繼續(xù)以21 /分鐘的速度升溫到9001，并在此溫度下保持2小時，自然冷卻后，停止通入氮氣，得到黑色碳包覆鈦酸鋰粉末。
[0052]步驟3)尖晶石型碳包覆氮化鈦酸鋰的制備
[0053]將步驟2)制備得到的碳包覆鈦酸鋰顆粒30克按質(zhì)量百分比5:100，和1.5克尿素混合于瑪瑙球磨罐中，加乙醇20毫升、瑪瑙磨球300克，通氬氣保護，行星球磨2小時，轉(zhuǎn)速3001'口 1X1。
[0054]將前料取出置于801真空干燥烘箱中15小時，研磨均勻后放入坩堝，然后將樣品置于上海久工電器有限公司高溫氣氛電爐，抽真空，通99.9%氮氣保護氣，然后以81 /分鐘的速度升溫到8001，并在此溫度下保持35分鐘，使得鈦酸鋰晶體結(jié)構(gòu)表面氮元素和鈦元素形成鈦氮化學(xué)鍵(氮化鈦2)自然冷卻后，停止通入氮氣，得到灰色碳摻雜氮化鈦酸鋰粉末。
[0055]步驟4)尖晶石型氟化鋁包覆的碳包覆氮化鈦酸鋰的制備
[0056]將步驟3)制備得到的碳包覆氮化鈦酸鋰5克，加20毫升水和20毫升無水乙醇，超聲分散30分鐘，制成碳包覆氮化鈦酸鋰懸濁液。
[0057]將0.447克九水合硝酸鋁(八1？3包覆量2%質(zhì)量比)，溶于水中，劇烈攪拌下加入懸濁液，繼續(xù)超聲分散20分鐘。稱0.132克氟化銨，溶于水中，劇烈攪拌下逐滴加入懸濁液，繼續(xù)超聲20分鐘，在空氣下901 16小時蒸干溶劑，除去反應(yīng)物溶液中生成的氨，得到氟化鋁包覆的碳包覆氮化鈦酸鋰，將干燥后的氟化鋁包覆的碳包覆氮化鈦酸鋰固體放入坩堝，置于上海久工電器有限公司高溫氣氛電爐，抽真空，通氬氣氣氛保護，以51加化的速率升溫到3501保持3小時。真空冷卻至室溫。制備得到灰色氟化鋁5包覆的碳包覆氮化鈦酸鋰。
[0058]實施例2
[0059]磷酸鋁包覆的碳包覆氮化鈦酸鋰的制備方法，包括以下步驟:
[0060]步驟1).2)3)和4)的反應(yīng)環(huán)境和條件同實施例2，所不同的是，步驟3)中，氮源為離子液體1-乙基-3-甲基咪唑二腈胺鹽(0?凡)。
[0061]步驟3)的產(chǎn)物為灰色碳包覆氮化鈦酸鋰粉末。碳包覆層含有熱解碳3和氮化碳4(0^)化合物。其中，氮化碳((^)化合物具有高導(dǎo)電性。
[0062]實施例3
[0063]磷酸鋁包覆的碳包覆氮化鈦酸鋰的制備方法，包括以下步驟:
[0064]步驟1).2)3)和4)的反應(yīng)環(huán)境和條件同實施例2，所不同的是，步驟3)中，氮源為尚子液體1- 丁基-3-甲基-卩比唳二腈胺鹽隊)。
[0065]步驟3)的產(chǎn)物為灰色碳包覆氮化鈦酸鋰粉末。碳包覆層含有熱解碳和氮化碳(0^)化合物。其中，氮化碳(％)化合物具有高導(dǎo)電性。
[0066]實施例4
[0067]磷酸鋁包覆的碳包覆氮化鈦酸鋰的制備方法，包括以下步驟:
[0068]步驟1).2)3)和4)的反應(yīng)環(huán)境和條件同實施例2，所不同的是，步驟3)中，氮源為離子液體1- 丁基吡啶二腈胺鹽沁凡隊)。
[0069]步驟3)的產(chǎn)物為灰色碳包覆氮化鈦酸鋰粉末。碳包覆層含有熱解碳和氮化碳(0^)化合物。其中，氮化碳(％)化合物具有高導(dǎo)電性。
[0070]材料性能表征
[0071]1)晶體結(jié)構(gòu)測試在日本島津X射線衍射儀^80-7000上進行，采用銅靶，掃描速度2° /分鐘，測試精度±0.04。，掃描范圍5?90。。
[0072]實施例1步驟4)生成的尖晶石結(jié)構(gòu)氟化鋁包覆的碳包覆氮化鈦酸鋰乂即譜圖見圖1。
[0073]2)材料表面形貌在德國蔡司公司2乂018型掃描電子顯微鏡321上進行，X射線能量散射203光譜和元素面分布圖在牛津夂-嫩X 20型能譜儀上進行。
[0074]實施例1步驟4)制備得到的尖晶石結(jié)構(gòu)氟化鋁包覆的碳包覆氮化鈦酸鋰顆粒的321圖像見圖2。圖3是實施例1步驟4)制備得到的尖晶石結(jié)構(gòu)氟化鋁包覆的碳包覆氮化鈦酸鋰的X射線能量散射203光譜，測定含碳、氧、氟、鋁和鈦元素。碳來自于碳包覆層；氟和鋁元素來源于步驟4)生成的氟化鋁，說明生成氟化鋁包覆的碳包覆氮化鈦酸鋰顆粒。
[0075]電化學(xué)性能測試
[0076]按質(zhì)量比90:2:8取尖晶石結(jié)構(gòu)氟化鋁包覆的碳包覆氮化鈦酸鋰、8^61- ？和
加入適量^甲基吡咯烷酮作為溶劑，在手套箱中氬氣保護下，用磁力攪拌器攪拌15小時，制備得到扣電所需漿料。涂布機為深圳科晶智達科技有限公司自動涂膜烘干機，涂布間隙25微米，速度5厘米/分鐘，漿料均勻涂覆在梅縣金象銅箔有限公司生產(chǎn)的9微米厚，純度99.8%光面銅箔上，1201下真空干燥12小時，然后在深圳科晶181(-106紐扣電池沖片機沖壓成直徑約為16毫米左右的電極薄片。0^2032扣式電池組裝在在自制的充滿99.9%高純氬氣手套箱中進行，采用深圳科晶131(-110小型液壓紐扣電池封裝機。負極是純度99.99%直徑15.8毫米的高純鋰片，隔膜為厚度16微米美國冊12此？16型隔膜，電解液為￡0:010:腿(30:30:40,體積比)，加1 % V。(體積比)，1.31扣式電池循環(huán)和倍率測試在武漢藍電電子有限公司的(:12001八測試儀上進行。
[0077]電化學(xué)循環(huán)伏安實驗在上海華晨(^16042上進行，工作電極是制備得到的尖晶石結(jié)構(gòu)氟化鋁包覆的碳包覆氮化鈦酸鋰，對電極和參比電極是鋰片，掃描速率是200^ 乂々。
[0078]圖4是實施例1制備得到的尖晶石結(jié)構(gòu)氟化鋁包覆的碳包覆氮化鈦酸鋰0.20條件下的充放電循環(huán)曲線。首次放電克容量16011^11/8。
[0079]通過本發(fā)明制備的氟化鋁包覆碳摻雜氮化鈦酸鋰具有高克容量，在鋰離子二次電池具有良好的應(yīng)用前景。
【權(quán)利要求】
1.氟化鋁包覆的碳包覆氮化鈦酸鋰的制備方法，其特征在于:包括以下步驟: 1)將二氧化鈦和碳酸鋰混勻，置于真空或保護氣體氛圍中煅燒，自然冷卻，得到鈦酸鋰粉末； 2)將碳源和鈦酸鋰粉末混勻，在真空或保護氣體氛圍中煅燒，自然冷卻，得到碳包覆鈦酸鋰； 3)將氮源和碳包覆鈦酸鋰混勻，在真空或保護氣體氛圍中煅燒，使得鈦酸鋰晶體結(jié)構(gòu)表面氮元素和鈦酸鋰晶體表面部分鈦元素形成鈦氮化學(xué)鍵，自然冷卻，得到碳包覆的氮化鈦酸鋰，所述氮化鈦酸鋰表示為Li4Ti5012/TiN ； 4)將碳包覆氮化鈦酸鋰顆粒均勻分散至懸濁液溶劑中，形成懸濁液，在懸濁液中加入鋁鹽和氟化銨，蒸干溶液，得到混合物顆粒，將該混合物顆粒置于真空或保護氣體氛圍中煅燒，自然冷卻，得到氟化鋁包覆的碳包覆氮化鈦酸鋰。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氟化鋁包覆的碳包覆氮化鈦酸鋰的制備方法，其特征在于: 所述二氧化鈦晶型為金紅石型、銳鈦礦型、板鈦礦型或無定型； 所述碳源為浙青、淀粉、葡萄糖、麥芽糖、檸檬酸、環(huán)糊精、醋酸纖維、環(huán)氧樹脂、酚醛樹月旨、脲醛樹脂、糠醛樹脂、聚乙烯醇和聚乙二烯中的一種或幾種； 所述氮源包括尿素、縮二尿、乙腈、單氰胺、二聚氰胺、三聚氰胺和含氮元素的離子液體中的一種或幾種； 所述鋁鹽為硝酸鋁、醋酸鋁和硫酸鋁中的一種或幾種。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的氟化鋁包覆的碳包覆氮化鈦酸鋰的制備方法，其特征在于: 所述含氮元素離子液體包括咪唑類、吡啶類、季銨類、吡咯烷類、哌啶類、季鱗類和功能化離子液體中的一種或幾種；所述功能化離子液體包括N-烷基咪唑、胺基功能化類、磺酸功能化類、羥基功能化類、氰基功能化類、烯基功能化類、醚基功能化類、芐基功能化類、酯基功能化類和胍類離子液體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氟化鋁包覆的碳包覆氮化鈦酸鋰的制備方法，其特征在于: 所述碳源和鈦酸鋰的質(zhì)量百分比為I?20:100 ;所述氮源和碳包覆鈦酸鋰的質(zhì)量百分比為0.1?20:100 ;氟化鋁和碳摻雜氮化鈦酸鋰質(zhì)量百分比為0.1?20:100。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氟化鋁包覆的碳包覆氮化鈦酸鋰的制備方法，其特征在于: 所述懸濁液溶劑為水和醇的混合溶液，所述醇為乙醇、丙醇、異丙醇、丁醇、異丁醇、乙二醇中的一種或幾種，所述水和醇的體積比為100?40:1?60。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氟化鋁包覆的碳包覆氮化鈦酸鋰的制備方法，其特征在于: 所述保護氣體為氮氣、氦氣和氬氣中的一種或幾種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氟化鋁包覆的碳包覆氮化鈦酸鋰的制備方法，其特征在于: 步驟I)煅燒條件為:在真空和/或保護氣體氛圍中，以2?5°C /分鐘的速度升溫到300?500°C，并在此溫度下保持0.5?2小時，然后再繼續(xù)以2?5°C /分鐘的速度升溫到500?950°C，并在此溫度下保持0.5?2小時，反應(yīng)結(jié)束后在真空或保護氣體氛圍中自然冷卻至室溫； 步驟2)煅燒條件為:在真空和/或保護氣體氛圍中，以2?5°C /分鐘的速度升溫到300?500°C，并在此溫度下保持0.5?2小時，然后再繼續(xù)以2?5°C /分鐘的速度升溫到500?950°C，并在此溫度下保持0.5?2小時，反應(yīng)結(jié)束后在真空和/或保護氣體氛圍中自然冷卻至室溫； 步驟3)煅燒條件為:在真空和/或保護氣體氛圍中，以2?5°C /分鐘的速度升溫到300?500°C，并在此溫度下保持0.5?2小時，反應(yīng)結(jié)束后在真空或保護氣體氛圍中自然冷卻至室溫。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7之一所述的氟化鋁包覆的碳包覆氮化鈦酸鋰的制備方法，其特征在于: 步驟4)煅燒條件為:在真空和/或保護氣體氛圍中，以2?5°C /分鐘的速度升溫到300?800°C，并在此溫度下保持0.5?2小時，反應(yīng)結(jié)束后在真空或保護氣體氛圍中自然冷卻至室溫。
9.權(quán)利要求1?8任一項所制備的氟化鋁包覆的碳包覆氮化鈦酸鋰在鋰離子二次電池負極材料中的應(yīng)用。
10.氟化鋁包覆的碳包覆氮化鈦酸鋰的的結(jié)構(gòu)，其特征在于:包括由內(nèi)至外依次包覆的內(nèi)核、第一包覆層、第二包覆層，所述內(nèi)核為表面分布有氮化鈦的鈦酸鋰，所述第一包覆層為碳包覆層或含有氮化碳的碳包覆層，所述第二包覆層為氟化鋁。
【文檔編號】H01M4/62GK104362324SQ201410522386
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年9月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月30日
【發(fā)明者】徐士民, 李宏斌, 馬毅, 徐一丹, 都云, 劉志堅, 陳俊樺 申請人:西安中科新能源科技有限公司