[發明專利]一種納米材料改性鈦酸鋰負極材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201310523866.6
• 申請日: 2013-10-30
• 公開（公告）號: CN103531774A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發明（設計）人: 林彭桃君;蔣森;陳夕順
• 申請（專利權）人: 合肥恒能新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M4/485
• 分類號: H01M4/485;H01M4/62
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司 34112
• 代理人: 余成俊

技術領域

本發明涉及化學能源材料領域，特別是一種納米材料改性鈦酸鋰負極材料及其制備方法。

背景技術

作為鋰離子電池負極材料-鈦酸鋰，由于鈦酸鋰的高安全性、高穩定性、長壽命和綠色環保的特點，成為新一代鋰離子電池的負極材料而被廣泛應用在新能源汽車、電動摩托車和要求高安全性、高穩定性和長周期的應用領域。(1)它為零應變材料，循環性能好(2)放電電壓平穩，而且電解液不致發生分解，提高鋰電池安全性能;(3)與炭負極材料相比，鈦酸鋰具有高的鋰離子擴散系數，可高倍率充放電等(4)鈦酸鋰的電勢比純金屬鋰的高，不易產生鋰晶枝，為保障鋰電池的安全提供了基礎。但是也存在一定的缺點，例如相對其他類型的鋰離子動力電池能量密度會低一些；相對其他類型的鋰離子動力電池價格偏高；電池一致性仍存在差異等，還有待進一步研發。

發明內容

本發明的目的是提供一種納米材料改性鈦酸鋰負極材料及其制備方法。

為了實現本發明的目的，本發明通過以下方案實施：

一種納米材料改性鈦酸鋰負極材料，由下列重量份的原料制成：鈦酸鋰400、氟化鋰3-4、納米鎳粉2-3、納米銦粉1-2、十二烷基苯磺酸鈉1-2、改性銀粉4-5、水適量；

所述改性銀粉由下列重量份的原料制成：銀粉100、納米碳1-2、木薯淀粉1-2、鋁礬土2-3、硅藻土2-3、甲基三乙氧基硅烷1-2、碳化硅2-3、氮化鋁1-2、ZnO1-2、Nb₂O₅1-2；將各原料混合均勻，加熱至50-55℃，研磨1-2小時，分散均勻成粉體，送入煅燒爐中在510-530℃下燒結2-3小時即得。

本發明所述納米材料改性鈦酸鋰負極材料，由以下具體步驟制成：將除改性銀粉外的其它原料混合，加入適量水，研磨2-3小時得到200-400目漿料，噴霧干燥，烘干后，與改性銀粉混合，加入相當于粉體總重量2-3%的聚乙烯蠟粉，攪拌均勻，在10-15Mpa壓力下壓制成坯，放入煅燒爐中在720-750℃下煅燒4-5小時，取出，冷卻，粉碎成300-400目粉末即可。

本發明的有益效果是：本發明添加改性銀粉，使其具有很好的電池動力學性能、循環性能和高倍率充放電容量，從而提高了以該材料作為負極材料的鋰離子電池性能；本發明具有無毒、無污染、安全性能好、原材料來源廣泛、價格便宜，壽命長等優點，在鋰離子電池領域具有廣泛的應用前景。

具體實施方式

下面通過具體實例對本發明進行詳細說明。

一種納米材料改性鈦酸鋰負極材料，由下列重量份（公斤）的原料制成：鈦酸鋰400、氟化鋰3、納米鎳粉2、納米銦粉1、十二烷基苯磺酸鈉1、改性銀粉4、水適量；

所述改性銀粉由下列重量份（公斤）的原料制成：銀粉100、納米碳2、木薯淀粉2、鋁礬土2、硅藻土3、甲基三乙氧基硅烷1、碳化硅2、氮化鋁1、ZnO1、Nb₂O₅1-2；將各原料混合均勻，加熱至50-55℃，研磨1-2小時，分散均勻成粉體，送入煅燒爐中在510-530℃下燒結2-3小時即得。

本發明所述納米材料改性鈦酸鋰負極材料，由以下具體步驟制成：將除改性銀粉外的其它原料混合，加入適量水，研磨2-3小時得到200-400目漿料，噴霧干燥，烘干后，與改性銀粉混合，加入相當于粉體總重量2-3%的聚乙烯蠟粉，攪拌均勻，在10-15Mpa壓力下壓制成坯，放入煅燒爐中在720-750℃下煅燒4-5小時，取出，冷卻，粉碎成300-400目粉末即可。

本發明鈦酸鋰材料，作為鋰離子電池的負極，以磷酸鐵鋰材料作為負極組裝成圓柱形14500?電池，采用磷酸鐵鋰過量，按照本發明鈦酸鋰計，其首次充電比容量＞?175mAh/g，放電比容量＞?160mAh/g，循環性能優異，而且其10C?倍率放電比容量大于130mAh/g，其振實密度為0.9-1.5g/cm3，比表面積為0.1-10m2/g，壓實密度為2.1-2.5g/cm3，粘接性能良好，適合大規模生產應用。