一种纳米钛酸锂包覆改性石墨负极材料、其制备方法及其应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113363444A(43)申请公布日2021.09.07(21)申请号202110661561.6(22)申请日2021.06.15(71)申请人广东凯金新能源科技股份有限公司地址523000广东省东莞市松山湖园区科技十路4号29栋2单元302室(72)发明人李叙锋仰永军何文干(74)专利代理机构东莞恒成知识产权代理事务所(普通合伙)44412代理人潘婷婷(51)Int.Cl.H01M4/36(2006.01)H01M4/583(2010.01)H01M4/485(2010.01)H01M10/0525(2010.01)权利要求书1页说明书6页附图2页(54)发明名称一种纳米钛酸锂包覆改性石墨负极材料、其制备方法及其应用(57)摘要本发明涉及负极材料领域，特别是涉及一种纳米钛酸锂包覆改性石墨负极材料的制备方法，经该工艺包覆改性后的石墨负极材料表面元素分布均匀、粒径分布窄且首次库伦效率提升明显；本发明具体步骤如下：利用钛酸盐水解形成溶胶‑凝胶的特性将活性钛盐和锂盐均匀包覆在石墨表面；将真空干燥后的钛/锂包覆前驱体置于管式炉内高温煅烧，即得纳米钛酸锂包覆改性石墨材料。纳米钛酸锂包覆改性石墨负极材料的应用，将所述包覆改性石墨材料应用于锂离子电池负极；本发明工艺步骤简单、反应条件温和且成本低廉适合工业化生产；采用本发明制备的改性石墨负极具有表面包覆均匀、包覆剂与骨料结合能力强、粒径分布窄、批次稳定性优异以及首次库伦效率高等优势。CN113363444ACN113363444A权利要求书1/1页1.一种纳米钛酸锂包覆改性石墨负极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将石墨骨料、活性钛盐以及活性锂盐按一定比例分散/溶解于无水乙醇，搅拌均匀，并标记为溶液A；(2)将一定量的螯合剂溶于去离子水和乙醇的混合溶剂，并标记为溶液B；(3)在匀速搅拌下将溶液B缓慢滴入溶液A，室温反应溶胶化直至形成溶胶；(4)将步骤(3)所制备的浆料在50～110℃温度下老化反应1～12h直至体系粘度变大形成钛凝胶，最后经真空干燥和粉碎处理后即得活性钛/锂盐包覆石墨；(5)将步骤(4)所得前驱体置于管式炉内，在惰性气体保护下升温至400～600℃预煅烧1～5h；(6)在步骤(5)的基础上进一步升温至700～1100℃，并保温3～12h，待产物降至室温后经粉碎、筛分即得纳米钛酸锂包覆改性石墨。2.根据权利要求1所述的纳米钛酸锂包覆改性石墨负极材料的制备方法，其特征在于，在所述步骤(1)中，所述石墨骨料质量为所设计生成纳米钛酸锂的20～100倍，所述活性钛盐和活性锂盐的摩尔比为0.2～1.5:1，所述搅拌的速度不低于200rpm，搅拌时间为1～4h。3.根据权利要求1所述的纳米钛酸锂包覆改性石墨负极材料的制备方法，其特征在于，所述螯合剂和活性钛盐的摩尔比为0.5～2:1；所述螯合剂为乙酸、三乙醇胺、柠檬酸、草酸、硝酸、盐酸、月桂酸中的一种。所述醇/水混合溶剂中的去离子水和乙醇的体积比为1～5:1。4.根据权利要求1所述的纳米钛酸锂包覆改性石墨负极材料的制备方法，其特征在于，在所述步骤(3)中，所述搅拌的速度不低于300rpm，滴加速度为10～50ml/min，所述室温为0～50℃，溶胶化时间为1～5h。5.根据权利要求1所述的纳米钛酸锂包覆改性石墨负极材料的制备方法，其特征在于，在所述步骤(4)中，老化温度为50～110℃，老化时间为1～12h，所述真空干燥温度为50～110℃，时间为10～24h。6.根据权利要求1所述的纳米钛酸锂包覆改性石墨负极材料的制备方法，其特征在于，在所述步骤(5)中，所述惰性气体为氮气、氩气或氦气，气体流速为1～2L/h；所述预煅烧温度为400～600℃，升温速率为1～10℃/min，时间为1～5h。7.根据权利要求1所述的纳米钛酸锂包覆改性石墨负极材料的制备方法，其特征在于，在所述步骤(6)中，高温煅烧反应温度为700～1100℃，升温速率为1～10℃/min，时间为1～5h。8.根据权利要求1所述的纳米钛酸锂包覆改性石墨负极材料的制备方法，其特征在于，反应体系中，钛离子浓度为0.1～0.8M。9.一种纳米钛酸锂包覆改性石墨负极材料，其特征在于，所述纳米钛酸锂包覆改性石墨负极材料使用如权利要求1‑8任一项所述的制备方法制得。10.一种纳米钛酸锂包覆改性石墨负极材料的应用，其特征在于，所述纳米钛酸锂包覆改性石墨负极材料应用于锂离子电池负极材料。2CN113363444A说明书1/6页一种纳米钛酸锂包覆改性石墨负极材料、其制备方法及其应用技术领域[0001]本发明涉及负极材料领域，特别是涉及一种纳米钛酸锂包覆改性石墨负极材料、其制备方法及其应用。背景技术[0