锂离子电容器和锂离子电池中的应用。
[0031]与现有技术相比，本发明的有益效果在于： (1)本发明采用微乳法制备钛酸锂，制备得到的钛酸锂颗粒在纳米级，具有较大的比表 面积，提高了钛酸锂的大倍率充放电性能；本发明将碳源制成溶液，利于均匀地覆盖在钛酸 锂的表面，水热法碳化后，在钛酸锂表面形成均匀、结合紧密的导电碳网络，有利于提高复 合材料的导电性，钛酸锂表面包覆碳后，大功率充放电性能得到明显的改善。
[0032] (2)本发明在碳包覆过程中，水热反应的反应温度较低，可以有效避免纳米钛酸锂 在高温煅烧过程中出现的团聚现象，保持高比表面，提高材料的导电率，从而提高复合材料 的大功率性能。
[0033] (3)钛酸锂微粒的粒径为纳米级，保证了钛酸锂复合材料在充放电过程中，锂离子 扩散的距离较短，大大增加锂离子的扩散速率，从而实现了本发明钛酸锂复合材料快速充 放电性能的大大提高。
[0034] (4)本发明的复合材料的制备工艺简单，成本低，容易实现工业化生产；本发明电 极材料制备过程中，没有有毒有害的物质产生，符合环保的要求。
【附图说明】
[0035] 图1为本发明实施例1制备的纳米钛酸锂颗粒的XRD分析。
[0036] 图2为本发明实施例1制备的纳米钛酸锂颗粒的孔径分布。
【具体实施方式】
[0037] 下面结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明，但实施例并不对 本发明做任何形式的限定。除非特别说明，本发明采用的试剂、方法和设备为本技术领域常 规试剂、方法和设备。
[0038] 实施例1 取0. 67L Triton-100、0. 4L正丁醇和1. 1L环己烷，搅拌，混合均匀得到微乳液，加入 0. 5L、0. 2mol/L钛酸甲酯，搅拌2h制备钛源微乳液；取0. 67L Triton-100、0. 4L正丁醇和 1. 1L环己烷，搅拌，混合均匀得到微乳液，加入0. 5L、0. 17mol/L LiN03搅拌lh，形成锂源微 乳液，将钛源微乳液和锂源微乳液快速混合，搅拌3h，静置24h，离心，对沉淀用乙醇和水进 行交替洗涤4次，在65°C，真空度为0. lkPa的条件下，干燥16h，得到钛酸锂的前驱体，前驱 体在500°C下煅烧15h，自然冷却后，得到钛酸锂的纳米微粒，纳米钛酸锂颗粒的XRD分析 和孔径分布结果分别见图1、图2 ;制备0. lL、130g/L的淀粉溶液，然后向该溶液中加入88g 上述制备的纳米级钛酸锂颗粒，超声分散lh，将该混合物移入水热反应釜，控制pH为11， 150°C反应12h，产物取出后用丁醇和去离子水交替洗涤产物3次，68°C真空干燥7h，真空度 为0. 5kPa，得到碳包覆纳米钛酸锂复合材料。
[0039] 将制备得到的碳包覆纳米钛酸锂复合材料作为电极活性材料，按照电极活性材 料：炭黑：PVDF=85:10:5,加NMP调浆，用涂布机在铝箔上涂上电极材料，厚度在125iim，在 100°C干燥，使NMP挥发，用辊压机压铝箔使其厚度在70~90 y m，在氩气氛围下，手套箱里组 装成不对称电容器，活性炭作为正极并使用过量正极材料，1. 5mol/L LiBF4做为电解液，进 行恒流充放电测试，当充放电电流密度为〇. 5A/g (已负极为基准计算）时，钛酸锂复合材 料的比容量达到l〇〇F/g，表明制备的复合物材料具有较好的电容性能；当充放电电流密度 为2. 5A/g，循环5000次时，容量保持率在92%，表明制备的复合物具有优良的电化学循环性 能。
[0040] 实施例2 取200g CTAB、8L正丁醇和22L甲苯，搅拌，混合均匀得到微乳液，加入1L、0. 5mol/L钛 酸甲酯，搅拌2h制备钛源微乳液；取200g CTAB、8L正丁醇和22L甲苯，搅拌，混合均匀得到 微乳液，加入1L、0. 42mol/L LiN03搅拌lh，形成锂源微乳液，将钛源微乳液和锂源微乳液快 速混合，搅拌3h，静置24h，离心，对沉淀用乙醇和水进行交替洗涤3次，在73°C，真空度为 0. 5kPa的条件下，干燥20h，得到钛酸锂的前驱体，前驱体在650°C下煅烧8h，自然冷却后， 得到钛酸锂的纳米微粒。制备〇. lL、140g/L的淀粉溶液，然后向该溶液中加入71g上述制 备的纳米钛酸锂颗粒，超声分散lh，将该混合物移入水热反应釜，pH为9,180°C反应8h，产 物取出后用丁醇和去离子水交替洗涤产物4次，78°C真空干燥5h，真空度为lkPa，得到碳包 覆纳米钛酸锂复合材料。
[0041] 将制备得到的碳包覆纳米钛酸锂复合材料作为电极活性材料，按照电极活性材 料：炭黑：PVDF=85:10:5,加NMP调浆，用涂布机在铝箔上涂上电极材料，厚度在125iim，在 90°C干燥，使NMP挥发，用辊压机压铝箔使其厚度在70~90 y m，在氩气氛围下，手套箱里组 装成不对称电容器，活性炭作为正极并使用过量正极材料，1.5 mol/L LiBF4做为电解液，进 行恒流充放电测试，当充放电电流密度为〇. 7A/g (以负极为基准计算）时，复合材料的比容 量达到88F/g，表明制备的复合物材料具有较好的电容性能；当充放电电流密度为3A/g，循 环4000次时，容量保持率在89%，表明制备的复合物具有优良的电化学循环性能。
[0042]实施例3 取18g十六烷基聚氧己烯基醚、0. 8L正丁醇和2. 2L甲苯，搅拌，混合均匀得到微乳液， 加入1. 2L、50mmol/L异丙醇钛，搅拌2h制备钛源微乳液；取18g十六烷基聚氧己烯基醚、 0. 8L正丁醇和2. 2L甲苯，搅拌，混合均匀得到微乳液，加入1. 2L、42mmol/L LiCl搅拌lh， 形成锂源微乳液，将钛源微乳液和锂源微乳液快速混合，搅拌3h，静置24h，离心，对沉淀用 丁醇和水进行交替洗涤3次，在81 °C，真空度为lkPa的条件下，干燥10h，得到钛酸锂的前 驱体，前驱体在800°C下煅烧6h，自然冷却后，得到钛酸锂的纳米微粒。制备0. lL、100g/L 的麦芽糖溶液，然后向该溶液中加入48g上述制备的纳米钛酸锂颗粒，超声分散lh，将该混 合物移入水热反应釜，pH为11，160°C反应5h，产物取出后用丙酮和去离子水交替洗涤产物 4次，76°C真空干燥6h，真空度为0. 8kPa，得到碳包覆纳米钛酸锂复合材料。
[0043] 将制备得到的碳包覆纳米钛酸锂复合材料作为电极活性材料，按照电极活性材 料：炭黑：PVDF=85:10:5,加NMP调浆，用涂布机在铝箔上涂上电极材料，厚度在125iim，在 100°C干燥，使NMP挥发，用辊压机压铝箔使其厚度在70~90 y m，在氩气氛围下，手套箱里组 装成不对称电容器，活性炭作为正极并使用过量正极材料，1.5 mol/L LiBF4做为电解液，进 行恒流充放电测试，当充放电电流密度为lA/g (以负极为基准计算）时，复合材料的比容量 达到75F/g，表明制备的复合物材料具有较好的电容性能；当充放电电流密度为3A/g，循环 5000次时，容量保持率在88%，表明制备的复合物具有优良的电化学循环性能。
[0044] 实施例4 取0. 8L Triton-100、0. 8L正丁醇和2. 2L油酸，搅拌，混合均匀得到微乳液，加入1. 2L、 0. 45mol/L异丙醇钛，搅拌2h制备钛源微乳液；0. 8L Triton-100、0. 8L正丁醇和2. 2L油 酸，搅拌，混合均匀得到微乳液，加入1. 2L、0. 38mol/L LiCl搅拌lh，形成锂源微乳液，钛源 微乳液和锂源微乳液快速混合，搅拌3h，静置24h，离心，对沉淀用四氯化碳和水进行交替 洗涤4次，在78°C，真空度为0. 8kPa的条件下，干燥14h，得到钛酸锂的前驱体，前驱体在 650°C下煅烧10h，自然冷却后，得到钛酸锂的纳米微粒。制备0. lL、150g/L的淀粉溶液，然 后向该溶液中加入80g上述制备的纳米钛酸锂颗粒，超声分散lh，将该混合物移入水热反 应釜，pH为10,180°C反应1