[發(fā)明專利]鋰離子電池負(fù)極材料尖晶石鈦酸鋰的制備方法無效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201010572279.2 | 申請日： | 2010-12-03 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN102070187A | 公開（公告）日： | 2011-05-25 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 劉新保;陳晨;汪靜;賈曉林;李恩惠 | 申請（專利權(quán)）人： | 河南聯(lián)合新能源有限公司 |
| 主分類號(hào)： | C01G23/00 | 分類號(hào)： | C01G23/00 |
| 代理公司： | 鄭州大通專利商標(biāo)代理有限公司 41111 | 代理人： | 張愛軍 |
| 地址： | 450016 河南省鄭州*** | 國省代碼： | 河南;41 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 鋰離子電池 負(fù)極 材料 尖晶石 鈦酸鋰 制備 方法 | ||
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種鋰離子電池負(fù)極活性物質(zhì)的制備方法，特別是涉及一種微波燒結(jié)制備高性能鋰離子電池負(fù)極材料Li4Ti5O12的方法。
背景技術(shù)
目前市場上的鋰離子電池普遍采用石墨等碳材料作為負(fù)極材料，這種負(fù)極材料的鋰離子電池缺點(diǎn)是近年來有目共睹的，如安全性低、循環(huán)性能差、容量小、高倍率性能差等問題，限制了鋰離子電池的發(fā)展。盡管相對于金屬鋰而言，碳材料在安全性能、循環(huán)性能等方面有了很大的改進(jìn)，但是仍存在不少缺點(diǎn)。由于插鋰后碳電極的電位與金屬鋰的電位很接近，而且大多數(shù)的電解液在此電位下不穩(wěn)定，電解質(zhì)易在電極表面分解。所以，當(dāng)電池過充時(shí)，碳電極表面易析出非常活潑的金屬鋰，它可能會(huì)刺穿隔膜，并造成短路的危險(xiǎn)和高溫時(shí)的熱失控。為了提高鋰離子電池的安全性，可以通過兩個(gè)途徑:一是采用固體電解質(zhì)，二是尋找能在比碳負(fù)極電位稍正的電位下嵌入鋰的負(fù)極材料，而且該負(fù)極材料廉價(jià)易得、安全可靠。因此，低電位過渡金屬氧化物及復(fù)合氧化物作為鋰離子電池的負(fù)材料引起了人們的廣泛關(guān)注，其中Li4Ti5O12是最優(yōu)秀的材料之一。
與碳負(fù)極材料相比，Li4Ti5O12的平衡電位較高，避免了金屬鋰的沉積，并且其平臺(tái)容量超過總?cè)萘康?5%，充電結(jié)束時(shí)電位迅速上升，此現(xiàn)象可用于指示終止充電，避免了過充電。因此，Li4Ti5O12負(fù)極材料的安全性比碳負(fù)極材料高。但是Li4Ti5O12具有較差的電子導(dǎo)電性和相對較高的電壓平臺(tái)，限制了其高倍率性能。
現(xiàn)有技術(shù)中Li4Ti5O12的制備方法大都采用傳統(tǒng)的球磨、干燥工藝，工藝復(fù)雜，工藝控制較難，不利于產(chǎn)品質(zhì)量的控制。如申請?zhí)枮?CN2009102390059的文件公開一種鋰離子電池負(fù)極材料尖晶石鈦酸鋰的制備方法，按摩爾比Li：Ti為1：(1.15-1.2)的比例稱取鋰鹽和二氧化鈦，加入稀土化合物和分散劑，用球磨機(jī)研磨0.5-5h，使原料充分混合；然后將混合物在空氣或氧氣下于750-1000℃下焙燒4-32h，自然降溫至常溫。該工藝屬于傳統(tǒng)的球磨、干燥工藝，得到的復(fù)合電極材料的性能不穩(wěn)定，工藝要求也高，已不能滿足現(xiàn)實(shí)的需要。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題：克服現(xiàn)有技術(shù)中鋰離子電池負(fù)極材料Li4Ti5O12的比容量相對較低、導(dǎo)電性能較差、成本高的缺點(diǎn)，提供一種材料成本和能耗低，且制得的負(fù)極材料充放電容量高、循環(huán)性能好的鋰離子電池負(fù)極材料Li4Ti5O12的制備方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案：
一種鋰離子電池負(fù)極材料尖晶石鈦酸鋰的制備方法，包括以下步驟：
（1）將鋰源化合物、鈦源化合物按Li、Ti的摩爾比為4：4.5~5.0分別計(jì)量，攪拌均勻，得到混合物A；
（2）以目標(biāo)產(chǎn)物L(fēng)i4Ti5O12的重量為基準(zhǔn)，計(jì)量6～30%的可溶于水的碳源化合物和60～120%的純凈水，將碳源化合物加入純凈水中，攪拌均勻，得到碳源化合物水溶液B；
（3）將所述混合物A、水溶液B混合，攪拌均勻，得到膏狀前驅(qū)體；
（4）將所述膏狀前驅(qū)體置于非金屬器皿中，經(jīng)工業(yè)微波爐進(jìn)行微波熱處理，制備出Li4Ti5O12。
所述鋰源化合物為氫氧化鋰、碳酸鋰或醋酸鋰。
所述鈦源化合物為二氧化鈦或偏鈦酸。
所述可溶于水的碳源化合物為草酸、檸檬酸、葡萄糖、蔗糖、乳糖或麥芽糖。
所述非金屬器皿為炭化硅坩堝、石墨坩堝、玻璃坩堝或牛皮紙坩堝。
所述工業(yè)微波爐的功率為30～60KW，微波熱處理是利用微波以每分鐘5～15℃的速率升溫至650～750℃，并在此溫度保持25～55min。
本發(fā)明的有益效果：
（1）本發(fā)明的前期原料混合采用液相混合的方法，可以使其反應(yīng)達(dá)到分子級的水平，使前期原料混合的更均勻。
該專利技術(shù)資料僅供研究查看技術(shù)是否侵權(quán)等信息，商用須獲得專利權(quán)人授權(quán)。該專利全部權(quán)利屬于河南聯(lián)合新能源有限公司，未經(jīng)河南聯(lián)合新能源有限公司許可，擅自商用是侵權(quán)行為。如果您想購買此專利、獲得商業(yè)授權(quán)和技術(shù)合作，請聯(lián)系【客服】
本文鏈接：http://www.szxzyx.cn/pat/books/201010572279.2/2.html，轉(zhuǎn)載請聲明來源鉆瓜專利網(wǎng)。
