碳包覆钛酸锂的制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN101944590A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN101944590A(43)申请公布日2011.01.12(21)申请号201010261934.2(22)申请日2010.08.19(71)申请人东莞新能源科技有限公司地址523808广东省东莞市松山湖科技产业园区北部工业园工业西路1号申请人东莞新能源电子科技有限公司(72)发明人陈小波赵丰刚夏恒涛(74)专利代理机构广州三环专利代理有限公司44202代理人王基才王静(51)Int.Cl.H01M4/131(2010.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称碳包覆钛酸锂的制备方法(57)摘要本发明公开了一种碳包覆钛酸锂的制备方法，其包括以下步骤：1)称取锂源和钛源，分散于蒸馏水或去离子水中；2)加入长链型脂肪羧酸，加热至30-100°C并搅拌分散均匀，获得悬浊液；3)将悬浊液转入封闭的反应容器中加热，使其在恒温下反应；4)待反应结束后，将反应产物冷却到室温，用酒精和水的混合液反复洗涤、离心、干燥，收集到前驱物；以及5)将收集到的前驱物放入充满非氧化性气体的气氛炉中烘焙，冷却后获得碳包覆钛酸锂。相对于现有技术，本发明通过长链型脂肪羧酸与钛酸锂表面配位，在非氧化性气体的保护下形成均匀的碳包覆层，可改善钛酸锂的导电性，提高锂离子二次电池的高倍率性能和高温性能。CN10945ACCNN110194459001944597A权利要求书1/1页1.一种碳包覆钛酸锂的制备方法，其包括以下步骤：1)称取锂源和钛源，分散于蒸馏水或去离子水中；2)加入长链型脂肪羧酸，加热至30-100℃并搅拌分散均匀，获得悬浊液；3)将悬浊液转入封闭的反应容器中加热，使其在恒温下反应；4)待反应结束后，将反应产物冷却到室温，用酒精和水的混合液反复洗涤、离心、干燥，收集到前驱物；以及5)将收集到的前驱物放入充满非氧化性气体的气氛炉中烘焙，冷却后获得碳包覆钛酸锂。2.根据权利要求1所述的碳包覆钛酸锂的制备方法，其特征在于：步骤1)中，所述锂源和钛源的摩尔比为0.8-1∶1。3.根据权利要求1所述的碳包覆钛酸锂的制备方法，其特征在于：步骤1)中，所述钛源为TiO2、任意形式的Ti(OH)2xO2-x(0≤x≤0.05)或其混合物。4.根据权利要求1所述的碳包覆钛酸锂的制备方法，其特征在于：步骤1)中，所述锂源选自氢氧化锂、碳酸锂、草酸锂、磷酸锂、氯化锂、硝酸锂、硫酸锂、氧化锂、氟化锂、溴化锂或其组合。5.根据权利要求1所述的碳包覆钛酸锂的制备方法，其特征在于：步骤2)中，所述长链型脂肪羧酸可在高温下与钛酸锂表面形成化学键，长链型脂肪羧酸的化学通式为CnH2n-mO2m，其中，5≤n≤40，1≤m≤5。6.根据权利要求5所述的碳包覆钛酸锂的制备方法，其特征在于：步骤2)中，所述长链型脂肪羧酸选自丁酸、戊酸、己酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸、油酸或其组合。7.根据权利要求1所述的碳包覆钛酸锂的制备方法，其特征在于：步骤2)中，所述搅拌分散时间为1至10小时。8.根据权利要求1所述的碳包覆钛酸锂的制备方法，其特征在于：步骤3)中，所述恒温反应在80℃至350℃任一选定的温度下进行，恒温加热时间为3至48小时。9.根据权利要求1所述的碳包覆钛酸锂的制备方法，其特征在于：步骤5)中，所述非氧化性气体为惰性气体、不活性气体、非氧化性气体或其组合。10.根据权利要求1所述的碳包覆钛酸锂的制备方法，其特征在于：步骤5)中，所述收集到的前驱物在450℃至950℃下烘焙5至30小时。11.根据权利要求1至10中任一项所述的碳包覆钛酸锂的制备方法，其特征在于：所述碳包覆钛酸锂中，碳包覆量为碳包覆钛酸锂总重量的1％至20％，碳包覆钛酸锂的颗粒度为0.1μm至60μm，比表面积为0.140m2/g至40m2/g。2CCNN110194459001944597A说明书1/4页碳包覆钛酸锂的制备方法技术领域[0001]本发明属于锂离子电池领域，尤其涉及一种碳包覆钛酸锂的制备方法。背景技术[0002]随着低碳经济的方兴未艾，锂离子电池正朝着动力汽车和电网储能等方向积极发展，开发可快速充放电的锂离子电池已成为业界研究的重点。[0003]目前，商业化的锂离子电池大多采用碳系材料作为负极，但是，碳系负极材料自身存在诸多缺陷：例如，首次充放电形成固体电解质界面膜(SEI)，造成不可逆容量损失，倍率性能不足，存在高温失效风险和安全风险等，这些问题使得碳系材料已经无法满足高容量、高倍率型动力/储能电池的需求。部分锂离子电池采用合金材料作为负极材料，合金材料虽然具有很高的比容量，但是，合金材料的循环性能较差，无法满足市场化应用的需求。[0004]近年来，尖晶石型钛酸锂(Li4Ti5O12)作为新型