[發明專利]一種雙高導電材料包覆的納米鈦酸鋰的制備方法

有效

• 申請號: 201310639267.0
• 申請日: 2013-12-04
• 公開（公告）號: CN103682301A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 張春明;吳曉燕;黃昭;王丹;嚴鵬;何丹農
• 申請（專利權）人: 上海納米技術及應用國家工程研究中心有限公司
• 主分類號: H01M4/485
• 分類號: H01M4/485;B82Y40/00
• 代理公司: 上海東方易知識產權事務所 31121
• 代理人: 唐莉莎

1.一種雙高導電材料包覆的鈦酸鋰的制備方法，其特征在于，該方法的具體步驟為：

（1）首先將乙醇與水按1:(0～0.5)?的體積比預混組成混合溶液，再加入酸作為后續Ti可溶化合物水解反應的抑制劑或Li微溶化合物的溶解劑；

?（2）將Li和Ti的微溶或可溶性化合物，按照摩爾比進行配料，加入到步驟（1）的混合液中，通過磁力加熱攪拌器常溫攪拌，直至全部溶解；

（3）將雙組分螯合劑跟水預混，水與螯合劑體積比為(0.5～2):1，混合均勻后滴加氨水直至螯合劑全部溶解，然后加入到步驟（2）的混合液中，并加入氨水調節pH值至7～10之間，繼續攪拌；

?（4）待上述步驟（3）的混合液攪拌均勻成溶膠后，再選取合適的時間加熱，繼續攪拌至棕黃色凝膠狀態；?

（5）將La、Sr、Sc和Mn的可溶性化合物，按照摩爾比進行配料，加入預先配好乙醇與水體積比1:(0.01～0.5)的混合溶液，通過磁力攪拌至全部溶解；

（6）將雙組分螯合劑與水預混，混合均勻后加入氨水至螯合劑全部溶解，然后加入步驟（5）的混合液中，其pH值至7～10，繼續攪拌至溶膠；

（7）將（6）與（4）混合，然后在150～250℃的鼓風烘箱中烘干3～24?小時，得到黑色的鈦酸鋰前驅體；

?（8）將鈦酸鋰前驅體放入高能球磨機中球磨1～10小時，然后放入管式爐中煅燒900～1150℃煅燒5～15小時，得到成品碳含量1～20%與La_0.5Sr_0.5Sc_0.1Mn_0.9O₃包覆的納米鈦酸鋰粉體。

2.根據權利要求1所述一種雙高導電材料包覆的鈦酸鋰的制備方法，其特征在于，所述的酸為硝酸、鹽酸、醋酸、酒石酸、草酸、蘋果酸、枸椽酸、抗壞血酸、苯甲酸、水楊酸、咖啡酸中的一種或其組合，其中醇:酸的體積比=1:(0.01～0.1)。

3.根據權利要求1所述一種雙高導電材料包覆的鈦酸鋰的制備方法，其特征在于，所述的微溶或可溶性Li化合物為硝酸鋰、碳酸鋰、氯化鋰、醋酸鋰、檸檬酸鋰、草酸鋰、甲酸鋰、乳酸鋰、異丙醇鋰、長鏈或短鏈烷基鋰中的一種或其組合；所述的可溶性Ti化合物為鈦酸四正丁酯、鈦酸四異丙酯、鈦的氯化物中的一種或其組合，其中Li:Ti的摩爾比=(0.8～1.0):1，其中Ti化合物:醇的體積比=1:(5～20)。

4.根據權利要求1所述一種雙高導電材料包覆的鈦酸鋰的制備方法，其特征在于，所述的雙組分螯合劑為三乙醇胺、乙酸、月桂酸、酒石酸、檸檬酸、草酸、葡萄糖酸、2,2'-聯吡啶、1,10-鄰二氮雜菲、氨基三乙酸、二亞乙基三胺五乙酸、乙二胺、乙二胺四乙酸中的兩種，其中螯合劑:金屬離子的摩爾比=(1.0～3.0):1。

5.根據權利要求1所述一種雙高導電材料包覆的鈦酸鋰的制備方法，其特征在于，所述的La化合物為硝酸鑭、硫酸鑭、醋酸鑭、檸檬酸鑭、氯化鑭、草酸鑭、碳酸鑭中的一種或其組合。

6.根據權利要求1所述一種雙高導電材料包覆的鈦酸鋰的制備方法，其特征在于，所述的Sr化合物為硝酸鍶、氯化鍶、碳酸鍶、草酸鍶、檸檬酸鍶、乳酸鍶、醋酸鍶中的一種或其組合。

7.根據權利要求1所述一種雙高導電材料包覆的鈦酸鋰的制備方法，其特征在于，所述的Mn化合物為醋酸錳、草酸錳、碳酸錳、乳酸錳、硝酸錳、氯酸錳中的一種或其組合。

8.根據權利要求1所述一種雙高導電材料包覆的鈦酸鋰的制備方法，其特征在于，所述的溶膠轉變至凝膠的加熱溫度為60～100℃，加熱時間選擇為溶膠攪拌1～3小時后。

9.根據權利要求1所述一種雙高導電材料包覆的鈦酸鋰的制備方法，其特征在于，所述的黑色鈦酸鋰前驅體球磨溶劑為水、醇或不加溶劑，過程中球和物料的質量比控制為(0.5~10):1，球磨的轉速控制在300～550?r/min，球磨后烘干溫度為60～200℃。

10.根據權利要求1所述一種雙高導電材料包覆的鈦酸鋰的制備方法，其特征在于，所述步驟（8）中煅燒的溫度為程序階段升溫，升溫速率控制為2～10℃/min，加熱范圍為900～1150℃，顆粒尺寸大小為150～350?nm。