一种尖晶石钛酸锂的制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102496705A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102496705A(43)申请公布日2012.06.13(21)申请号201110409636.8C01G23/00(2006.01)(22)申请日2011.12.09(71)申请人东莞市迈科科技有限公司地址523800广东省东莞市大朗镇美景大道西1888号迈科工业园东莞市迈科科技有限公司申请人东莞市迈科锂离子电池工业节能技术研究院东莞市迈科新能源有限公司(72)发明人高利亭李中延闫继王利娟唐致远罗永莉马莉刘东(74)专利代理机构广州三环专利代理有限公司44202代理人张艳美郝传鑫(51)Int.Cl.H01M4/485(2010.01)权利要求书权利要求书1页1页说明书说明书33页页附图附图11页(54)发明名称一种尖晶石钛酸锂的制备方法(57)摘要本发明涉及电池材料技术领域，尤其是涉及一种尖晶石钛酸锂的制备方法；本发明以纳米二氧化钛作为钛源，锂盐作为锂源和熔盐，将二者按不同比例进行配料后，加入无水乙醇，先球磨、真空干燥箱烘干；再进行分段保温，然后冷却到室温、研磨即得所述尖晶石钛酸锂；本发明不仅吸收了传统固相法和液相法的优点，以低温熔盐为反应介质，反应物在熔盐中的扩散速度明显高于在固相环境中，这可有效地加快反应速度，缩短反应时间，节约能源，而且制备所得的尖晶石钛酸锂作为锂二次电池的负极表现出优异的电化学性能，具有广泛的应用前景。CN10249675ACN102496705A权利要求书1/1页1.一种尖晶石钛酸锂的制备方法，其特征在于：包括如下制备步骤：A、先将纳米二氧化钛和锂盐按照摩尔比5∶4～5∶5进行配料后，加入无水乙醇，球磨10～15h，取出混合物置于110℃～130℃的真空干燥箱烘干；B、将步骤A所得到的干燥物置于马弗炉中分别在100℃～500℃、550℃～650℃、750℃～950℃进行分段保温，保温时间分别为3～5h、3～8h、5～20h；然后自然冷却到室温，将固相产物取出研磨即得所述尖晶石钛酸锂。2.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，步骤A中所述纳米二氧化钛为20～30nm的二氧化钛。3.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，步骤A中所述球磨为用行星式球磨机。4.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，步骤A中所述的低温熔融盐选自硝酸锂、氢氧化锂、碳酸锂、氯化锂、醋酸锂、柠檬酸锂中的一种或其低温共熔盐。2CN102496705A说明书1/3页一种尖晶石钛酸锂的制备方法技术领域[0001]本发明涉及电池材料技术领域，尤其是涉及一种用于锂二次电池负极的尖晶石钛酸锂的制备方法。背景技术[0002]目前，商品化的锂离子电池负极材料大多采用碳材料，它存在一些缺点：不仅析出锂枝晶、安全性差、首次库仑效率低、与电解液发生作用；而且循环稳定性差、存在明显的电压滞后、制备方法比较复杂。与碳负极材料相比，合金类负极材料一般具有较高的比容量，但其循环性能差，体积变化大。[0003]而尖晶石型钛酸(Li4Ti5O12)具有明显的优势：(1)、是一种零应变材料，较大的离子扩散系数，高的热稳定性；(2)、很好的充放电平台；(3)、实际比容量可达165mAh/g(理论比容量为175mAh/g)，并集中在平台区域；(4)、不与电解液反应；(5)、价格便宜，易于制备。尖晶石型Li4Ti5O12与商品化的碳负极材料相比，通常具有更好的电化学性能和安全性；与合金类负极材料相比，更容易制备，成本更低，所以钛酸锂有望成为锂离子动力电池的新型负极材料。[0004]目前Li4Ti5O12的制备方法有传统固相法和溶胶-凝胶法、水热法、离子交换法、溶剂热法、微波法、喷雾干燥法等。传统固相法工艺简单，但原料需要长时间的研磨混合，且混合均匀程度直接影响到产物的性能，反应扩散速度慢，产物颗粒分布不均匀，堆积密度低，要求较高的热处理温度和较长的热处理时间，能耗大。与固相反应相比，液相法制备的产物化学纯度高，均匀性好，热处理温度较低，反应时间短，但是由于合成过程中加入有机化合物造成成本上升。发明内容[0005]为了解决上述问题，本发明的目的在于，提供了一种制备工艺简单，易于大规模生产的用于锂二次电池负极的尖晶石钛酸锂的制备方法。[0006]为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：[0007]一种用于锂二次电池负极材料尖晶石钛酸锂的制备方法，包括如下制备步骤：[0008]A、先将纳米二氧化钛和锂盐按照摩尔比5∶4～5∶5进行配料后，加入无水乙醇，用行星式球磨机球磨10～15h，取出混合物置于110℃～130℃的真空干燥箱烘干；其中，纳米二氧化钛作为钛源，锂盐作为锂源和熔盐(例如0.62LiNO3-0.38LiOH，熔点为175.7℃)。[0009]B、将步骤