钛酸锂的合成.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CN111630701A(43)申请公布日2020.09.04(21)申请号201880072712.0(74)专利代理机构南京天华专利代理有限责任(22)申请日2018.08.23公司32218代理人徐冬涛(30)优先权数据20179037432017.09.14AU(51)Int.Cl.H01M10/052(2006.01)(85)PCT国际申请进入国家阶段日C01D15/00(2006.01)2020.05.09C01G23/00(2006.01)(86)PCT国际申请的申请数据B82Y40/00(2006.01)PCT/AU2018/0508992018.08.23(87)PCT国际申请的公布数据WO2019/051534EN2019.03.21(71)申请人尼欧梅特丽有限公司地址澳大利亚西澳大利亚州西珀斯海伊街1292号3楼(72)发明人克里斯托弗·约翰·里德权利要求书1页说明书6页附图2页(54)发明名称钛酸锂的合成(57)摘要一种用于合成钛酸锂的方法，所述方法包括以下方法步骤：(i)在高温下，使钛离子源与锂离子源在一个或多个反应器中反应一定时间段；以及(ii)煅烧步骤(i)的产物以产生具有纳米管型晶体结构的钛酸锂产物。还公开了由本发明的方法制造的电极材料以及利用所述电极材料的锂离子蓄电池。CN111630701ACN111630701A权利要求书1/1页1.一种用于合成钛酸锂的方法，所述方法包括以下方法步骤：(i)在高温下，使钛离子源与锂离子源在一个或多个反应器中反应一定时间段；以及(ii)煅烧步骤(i)的产物以产生具有纳米管型晶体结构的钛酸锂产物。2.根据权利要求1所述的方法，其中步骤(i)中使用的所述钛离子源是由二氧化钛(TiO2)、钛酸(H4Ti5O12)和钛酸钠(Na4Ti5O12)组成的组中的一种。3.根据权利要求2所述的方法，其中步骤(i)中使用的所述钛离子源是呈锐钛矿形式的二氧化钛(TiO2)。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中步骤(i)中使用的所述锂离子源是由LiOH.H2O或Li2CO3或LiCl或Li2SO4组成的组中的一种。5.根据权利要求4所述的方法，其中步骤(i)中使用的所述锂离子源是LiOH.H2O。6.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中步骤(i)中的所述一个或多个反应器是以一个或多个高压釜，任选地一个或多个锆制高压釜的形式提供。7.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中步骤(i)中所述反应的高温是在约135℃至180℃范围内。8.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中步骤(i)中所述反应的时间段是以下时间段：(i)至少数小时；(ii)超过12小时；或(iii)约24小时。9.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中步骤(ii)的煅烧是在以下温度发生：(i)至少650℃；或(ii)约700℃。10.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中步骤(ii)的所述煅烧在以下时间段内发生：(i)超过1小时；或(ii)约2小时。11.一种用于锂离子蓄电池的电极材料，所述电极材料包括由根据前述权利要求中任一项所述的方法制造的钛酸锂。12.根据权利要求11所述的电极材料，其中所述电极材料是以阳极的形式提供。13.根据权利要求11或12所述的电极材料，其中所述钛酸锂电极材料的容量针对锂电极电势在150至170mAh/g范围内。14.根据权利要求13所述的电极材料，其中针对锂电极电势大于或等于150mAh/g的充电容量维持至少40次循环。15.一种锂离子蓄电池，包括根据权利要求11至14中任一项所述的电极材料。16.一种由根据权利要求1至10中任一项所述的方法制备的呈纳米管型晶体形式的钛酸锂。2CN111630701A说明书1/6页钛酸锂的合成技术领域[0001]本发明涉及一种用于合成具有纳米管型晶体结构的钛酸锂的方法。[0002]更确切地说，所制造的钛酸锂意图以一种形式用于锂离子蓄电池中。[0003]本发明还涉及一种锂离子蓄电池，所述锂离子蓄电池利用了根据本发明制造的钛酸锂。更确切地说，所述钛酸锂在此类锂离子蓄电池中被用作阳极材料。背景技术[0004]当前用于制造钛酸锂(Li4Ti5O12)的大部分方法都制造出具有无定形微晶粒结构的钛酸锂(Li4Ti5O12)，该结构具有较差的电化学性能。对于锂离子蓄电池来说，这种类型的晶体结构在高漏极电压期间具有较差的循环容量。因此，钛酸锂(Li4Ti5O12)未被视为良好的阳极材料。[0005]具有纳米粒子的纳米级材料，如纳米晶体、尖晶石型纳米晶体、纳米线、纳米片以及其含导电添加剂的复合材料由此已被视为锂离子蓄电池(LIB)的阳极材料。纳米结构的电极材料可具有较