本发明属于电池材料，具体来说涉及一种钛酸铟/碳复合材料及其制备方法和应用。
背景技术：
1、随着化石资源的大量消耗及其对环境的造成的严重污染，人类社会的可持续发展对可再生和清洁能源全面普及的渴望不断增强。锂离子电池(libs)因其具有的体积小、重量轻、工作电压高、能量密度高、循环寿命长、自放电率小、无记忆效应、环境友好等优点而得到了广泛应用。当前主要应用于移动电子设备、国防工业、电动汽车等领域。目前，低成本的石墨碳材料是市面上使用最广泛的libs负极材料。尽管目前已通过某些策略提升了石墨负极的倍率性能，但是较低的理论比容量(372mah/g)极大地阻碍了石墨在高能量密度电池中的应用。为了应对上述挑战，libs负极材料被广泛地研究。其中，in基负极由于较低的工作电压和较高的储锂能力而备受关注。
2、但是在实际应用中，in基负极同其他材料一样会因为锂化过程中体积膨胀和sei层不稳定等固有缺陷，导致电池电极断裂、库仑效率低和循环性能差等问题。在现有的研究中，常采用减小颗粒尺寸、引入碳导电基体和制造多孔结构的方法来提高电极的导电性，并在一定程度上缓解其充放电循环中的体积效应。虽然这些策略能在一定程度上提高电极整体的电化学性能，但其循环稳定性和倍率性能并未达到最佳效果状态，仍有很大提升的空间。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种钛酸铟/碳复合材料。
2、本发明的另一目的在于提供上述钛酸铟/碳复合材料的制备方法。
3、本发明的目的是通过下述技术方案予以实现的。
4、一种钛酸铟/碳复合材料，包括：钛酸铟和包覆在钛酸铟上的碳。
5、所述钛酸铟由八面体ino6和八面体tio6通过边或角共享相互连接，形成金属-氧离子骨架的三维隧道结构。
6、上述钛酸铟/碳复合材料的制备方法，包括：将钛酸铟和碳材料混合，球磨，得到钛酸铟/碳复合材料，其中，按质量份数计，所述钛酸铟和碳材料的比为(6～7)：(2～3)，所述碳材料为乙炔黑、石墨、石墨烯、气相生长碳纤维和碳纳米管中的一种或多种的混合物。
7、在上述技术方案中，所述球磨的转速为1000～1800rpm，球磨的时间为0.5～4h。
8、在上述技术方案中，按质量份数计，所述球磨的球料比为(25～30):1。
9、在上述技术方案中，制备所述钛酸铟的方法，包括以下步骤：
10、步骤1，将铟源、钛源和稀硝酸混合，得到第一溶液，向第一溶液中滴加螯合剂水溶液，搅拌至均匀，得到第二溶液，将所述第二溶液调节ph至5.5～7，搅拌分散至均匀，于100～170℃加热至得到棕色树脂状的凝胶，其中，按物质的量份数计，所述铟源中铟和钛源中钛的比为2：(0.7～1.2)，第一溶液中铟和钛的和与螯合剂水溶液中螯合剂的比为(1～1.2):1；
11、在步骤1中，所述钛源为异丙醇钛、四氯化钛和钛酸四丁酯中的一种或几种的混合物。
12、在步骤1中，所述铟源为硝酸铟、氯化铟、醋酸铟和乙酰丙酮铟中的一种或几种的混合物。
13、在步骤1中，所述铟源的物质的量份数、钛源的物质的量份数和稀硝酸的体积份数的比为2：(0.7～1.2)：(15～30)，所述物质的量份数的单位为mmol，所述体积份数的单位为ml。
14、在步骤1中，所述螯合剂水溶液为螯合剂和水的混合物，所述螯合剂水溶液中螯合剂的浓度为0.01～0.3g/ml。
15、在步骤1中，通过向第二溶液中滴加氨水实现调节ph。
16、在步骤1中，所述螯合剂为乙二胺四乙酸二钠、柠檬酸和苯甲酸中的一种或几种的混合物。
17、在步骤1中，所述搅拌分散的时间为15～50min。
18、在步骤1中，所述稀硝酸的浓度为0.5～2mol/l。
19、步骤2，将所述凝胶进行第一段煅烧，研磨，再进行第二段煅烧，得到钛酸铟，其中，所述第一段煅烧为于250～400℃煅烧2～3h，第二段煅烧为于1000～1200℃煅烧6～10h。
20、与现有技术相比，本发明有益效果在于：
21、本发明提出了新的铟基负极材料改性方法，本发明的钛酸铟/碳复合材料为三元晶体结构，形成有金属-氧离子骨架的三维隧道结构，利于锂离子快速脱嵌，八面体tio6形成的金属-氧离子骨架以及碳包覆能够有效缓解铟在电化学过程中的膨胀效应，进而极大提高钛酸铟/碳复合负极材料的稳定性。
22、本发明钛酸铟/碳复合材料的制备方法采用引入钛来提高电化学性能，且高比容量的铟稳定在金属-氧离子骨架和碳的限制下，使得钛酸铟/碳复合材料具有优异的循环稳定性。
1.一种钛酸铟/碳复合材料，包括：钛酸铟和包覆在钛酸铟上的碳。
2.一种钛酸铟/碳复合材料的制备方法，其特征在于，包括：将钛酸铟和碳材料混合，球磨，得到钛酸铟/碳复合材料，其中，按质量份数计，所述钛酸铟和碳材料的比为(6～7)：(2～3)，所述碳材料为乙炔黑、石墨、石墨烯、气相生长碳纤维和碳纳米管中的一种或多种的混合物。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述球磨的转速为1000～1800rpm，球磨的时间为0.5～4h。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，按质量份数计，所述球磨的球料比为(25～30):1。
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，制备所述钛酸铟的方法，包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在步骤1中，所述钛源为异丙醇钛、四氯化钛和钛酸四丁酯中的一种或几种的混合物，所述铟源为硝酸铟、氯化铟、醋酸铟和乙酰丙酮铟中的一种或几种的混合物。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述铟源的物质的量份数、钛源的物质的量份数和稀硝酸的体积份数的比为2：(0.7～1.2)：(15～30)，所述物质的量份数的单位为mmol，所述体积份数的单位为ml。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述螯合剂水溶液为螯合剂和水的混合物，所述螯合剂水溶液中螯合剂的浓度为0.01～0.3g/ml，所述螯合剂为乙二胺四乙酸二钠、柠檬酸和苯甲酸中的一种或几种的混合物。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，通过向第二溶液中滴加氨水实现调节ph。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，在步骤1中，所述搅拌分散的时间为15～50min，所述稀硝酸的浓度为0.5～2mol/l。
