【技术实现步骤摘要】
本申请涉及电池材料，尤其涉及一种复合材料及其制备方法、电极、电池。
技术介绍
1、作为清洁能源，锂离子电池被广泛研究并应用于各类电子产品中。钛酸锂具有循环性能好、结构稳定、环境友好、原材料资源丰富等优点，通常被用作锂离子电池的负极材料。钛酸锂电池具备高安全性。钛酸锂材料的理论克容量为175mah/g，电压平台高且平稳(1.55v vs.li/li+)，可以有效避免锂枝晶的形成和电解液的分解，提升电池的安全性。在锂离子嵌入脱出过程中，钛酸锂材料几乎没有体积变化，结构零应变，具备良好的循环稳定性，此外它的尖晶石结构可以为锂离子扩散提供三维(3d)通道，显示出良好的锂离子嵌入/脱出可逆性。
2、然而，在实际应用中，钛酸锂高电压平台会在一定程度上降低电池的能量密度，且钛酸锂本身导电性较差，影响钛酸锂电池的性能发挥。更重要的是，在-20℃的低温环境下，钛酸锂电池的充放电性能非常差，有待进一步提高。
技术实现思路
1、有鉴于此，本申请提供一种复合材料及其制备方法、电极、电池，旨在改善现有钛酸锂材料不耐低温的问题。
2、本申请实施例是这样实现的，一种复合材料，包括复合颗粒，所述复合颗粒包括钛酸锂颗粒和包覆所述钛酸锂颗粒的碳层。
3、可选地，在本申请的一些实施例中，所述复合材料的比表面积为30m2/g～40m2/g；和/或
4、所述复合材料为多孔球形结构；可选地，所述多孔球形结构的复合材料的平均粒径d50为5μm～20μm；可选地，所述多孔球形结构的
5、可选地，在本申请的一些实施例中，所述复合材料包括若干所述复合颗粒，所述复合材料主要由若干所述复合颗粒团聚形成；和/或
6、所述复合颗粒中，所述钛酸锂颗粒和所述碳层的质量比为100：(0.1～1)；和/或
7、所述钛酸锂颗粒的平均粒径为5nm～20nm；和/或
8、所述碳层的厚度为4nm～7nm。
9、相应地，本申请实施例还提供一种复合材料的制备方法，包括如下步骤：
10、提供钛酸锂材料和碳源，混合，得到第一浆料；
11、对所述第一浆料进行第一干燥，得到复合材料前驱体，所述复合材料前驱体包括若干复合颗粒前驱体；
12、对所述复合材料前驱体进行烧结，得到复合材料，所述复合材料包括复合颗粒。
13、可选地，在本申请的一些实施例中，所述钛酸锂材料的制备方法包括：
14、提供钛源、锂源和第二溶剂，混合，得到第二浆料；
15、对所述第二浆料进行第二干燥，得到钛酸锂前驱体；
16、对所述钛酸锂前驱体进行煅烧，得到钛酸锂材料。
17、可选地，在本申请的一些实施例中，所述钛源包括二氧化钛、氢氧化钛、偏钛酸、钛酸丁酯、四氯化钛中的一种或几种；和/或
18、所述锂源包括氢氧化锂、碳酸锂中的一种或几种；和/或
19、所述第二溶剂包括水；和/或
20、所述钛源中的钛离子和所述锂源中的锂离子的摩尔比为1：(0.8～0.85)；和/或
21、所述第二浆料的固含量为22％～28％。
22、可选地，在本申请的一些实施例中，所述钛源、锂源和第二溶剂混合后，还包括搅拌；可选地，所述搅拌的转速为1500rpm～3000rpm；时间为大于或等于4h；和/或
23、所述第二干燥包括第二喷雾干燥；可选地，所述第二喷雾干燥的进口温度为260℃～300℃；出口温度为105℃～115℃；空气压力为2bar～3bar；气流量为200m3/h～300m3/h；进料速度为1500g/h～2000g/h；
24、所述煅烧的温度为800℃～900℃；时间为2h～3h。
25、可选地，在本申请的一些实施例中，所述碳源包括葡萄糖、蔗糖、沥青、维生素c中的一种或几种；和/或
26、所述钛酸锂材料的平均粒径d50为1μm～10μm；和/或
27、所述钛酸锂材料和所述碳源的质量比为100：(1～4)；和/或
28、所述第一浆料中还包括第一溶剂；所述第一溶剂包括水；和/或
29、所述第一浆料的固含量为20％～23％。
30、可选地，在本申请的一些实施例中，所述钛酸锂材料和所述碳源混合后，进行第一干燥前，还包括：研磨，得到第一浆料，所述第一浆料中包括钛酸锂颗粒；
31、可选地，所述研磨的质量能量密度为5kwh/kg～6kwh/kg；
32、可选地，所述研磨的时间为10h～12h；
33、可选地，所述钛酸锂颗粒的平均粒径为5nm～20nm。
34、可选地，在本申请的一些实施例中，所述第一干燥包括第一喷雾干燥；可选地，所述第一喷雾干燥的进口温度为280℃～320℃；出口温度为105℃～115℃；空气压力为2bar～4bar；气流量为300m3/h～400m3/h；进料速度为1500g/h～2000g/h；和/或
35、所述烧结包括梯度烧结，所述梯度烧结包括依次进行的第一烧结和第二烧结；可选地，所述第一烧结的温度为580℃～620℃，时间为2h～4h；所述第二烧结的温度为700℃～780℃，时间为2h～4h；所述烧结在惰性气氛中进行，所述惰性气氛中的惰性气体包括氮气、氦气、氖气、氩气、氪气、氙气中的一种或几种。
36、相应地，本申请实施例还提供一种电极，所述电极包括上述的复合材料，或者包括上述的制备方法制备得到的复合材料。
37、相应地，本申请实施例还提供一种电池，包括正极和负极，所述正极、负极中的一种或几种的材料包括上述的复合材料，或者包括上述的制备方法制备得到的复合材料。
38、本申请所述的复合材料在低温下具有良好的充放电性能。
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1.一种复合材料，其特征在于，包括复合颗粒，所述复合颗粒包括钛酸锂颗粒和包覆所述钛酸锂颗粒的碳层。
2.如权利要求1所述的复合材料，其特征在于，
3.如权利要求1所述的复合材料，其特征在于，
4.一种复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述钛酸锂材料的制备方法包括：
6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，
7.如权利要求5或6所述的制备方法，其特征在于，
8.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，
9.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述钛酸锂材料和所述碳源混合后，进行第一干燥前，还包括：研磨，得到第一浆料，所述第一浆料中包括钛酸锂颗粒；
10.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，
11.一种电极，其特征在于，所述电极包括如权利要求1～3任一项所述的复合材料，或者包括如权利要求4～10任一项所述的制备方法制备得到的复合材料。
12.一种电池，其特征在于，包括正极和负极，所述正
...【技术特征摘要】
1.一种复合材料，其特征在于，包括复合颗粒，所述复合颗粒包括钛酸锂颗粒和包覆所述钛酸锂颗粒的碳层。
2.如权利要求1所述的复合材料，其特征在于，
3.如权利要求1所述的复合材料，其特征在于，
4.一种复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述钛酸锂材料的制备方法包括：
6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，
7.如权利要求5或6所述的制备方法，其特征在于，
8.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，
9....
【专利技术属性】
技术研发人员：韩校卫，彭辰波，李倩倩，
申请(专利权)人：北方奥钛纳米技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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