[發(fā)明專利]一種石墨改性鈦酸鋰負(fù)極材料及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310523867.0
• 申請(qǐng)日: 2013-10-30
• 公開（公告）號(hào): CN103560239A
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林彭桃君;蔣森;陳夕順
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 合肥恒能新能源科技有限公司
• 主分類號(hào): H01M4/485
• 分類號(hào): H01M4/485;C01G23/00
• 代理公司: 安徽合肥華信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 34112
• 代理人: 余成俊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及化學(xué)能源材料領(lǐng)域，特別是一種石墨改性鈦酸鋰負(fù)極材料及其制備方法。

背景技術(shù)

一種石墨改性鈦酸鋰負(fù)極材料作為鋰離子電池負(fù)極材料-鈦酸鋰，由于鈦酸鋰的高安全性、高穩(wěn)定性、長(zhǎng)壽命和綠色環(huán)保的特點(diǎn)，成為新一代鋰離子電池的負(fù)極材料而被廣泛應(yīng)用在新能源汽車、電動(dòng)摩托車和要求高安全性、高穩(wěn)定性和長(zhǎng)周期的應(yīng)用領(lǐng)域。(1)它為零應(yīng)變材料，循環(huán)性能好(2)放電電壓平穩(wěn)，而且電解液不致發(fā)生分解，提高鋰電池安全性能;(3)與炭負(fù)極材料相比，鈦酸鋰具有高的鋰離子擴(kuò)散系數(shù)，可高倍率充放電等(4)鈦酸鋰的電勢(shì)比純金屬鋰的高，不易產(chǎn)生鋰晶枝，為保障鋰電池的安全提供了基礎(chǔ)。但是也存在一定的缺點(diǎn)，例如相對(duì)其他類型的鋰離子動(dòng)力電池能量密度會(huì)低一些；相對(duì)其他類型的鋰離子動(dòng)力電池價(jià)格偏高；電池一致性仍存在差異等，還有待進(jìn)一步研發(fā)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種石墨改性鈦酸鋰負(fù)極材料及其制備方法。

為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明通過(guò)以下方案實(shí)施：

一種石墨改性鈦酸鋰負(fù)極材料，由下列重量份的原料制成：鈦酸鋰400、石墨2-3、錳酸鋰4-5、鋁粉2-3、三乙醇胺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(shí)，分散均勻成粉體，送入煅燒爐中在510-530℃下燒結(jié)2-3小時(shí)即得。

本發(fā)明所述石墨改性鈦酸鋰負(fù)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(shí)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(dāng)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(shí)，取出，冷卻，粉碎成300-400目粉末即可。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明添加改性銀粉，使其具有很好的電池動(dòng)力學(xué)性能、循環(huán)性能和高倍率充放電容量，從而提高了以該材料作為負(fù)極材料的鋰離子電池性能；本發(fā)明材料具有工藝簡(jiǎn)單、材料顆粒均勻、比容量高、首次庫(kù)倫效率有明顯改善的特點(diǎn)。

具體實(shí)施方式

下面通過(guò)具體實(shí)例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

一種石墨改性鈦酸鋰負(fù)極材料，由下列重量份（公斤）的原料制成：鈦酸鋰400、石墨2、錳酸鋰4、鋁粉2、三乙醇胺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(shí)，分散均勻成粉體，送入煅燒爐中在510-530℃下燒結(jié)2-3小時(shí)即得。

本發(fā)明所述石墨改性鈦酸鋰負(fù)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(shí)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(dāng)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(shí)，取出，冷卻，粉碎成300-400目粉末即可。

本發(fā)明鈦酸鋰材料，作為鋰離子電池的負(fù)極，以磷酸鐵鋰材料作為正極組裝成圓柱形14500?電池，采用磷酸鐵鋰過(guò)量，按照本發(fā)明鈦酸鋰計(jì)，其首次充電比容量＞?176mAh/g，放電比容量＞?164mAh/g，循環(huán)性能優(yōu)異，而且其10C?倍率放電比容量大于131mAh/g，其振實(shí)密度為0.9-1.5g/cm3，比表面積為0.1-10m2/g，壓實(shí)密度為2.1-2.5g/cm3，粘接性能良好，適合大規(guī)模生產(chǎn)應(yīng)用。