[發(fā)明專利]鈦酸鋰材料及其制備方法、應(yīng)用其的電極極片、電池

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510418331.1
• 申請(qǐng)日: 2015-07-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105070897B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-01-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 賀艷兵;王超;王拴;唐林楷;游從輝;李寶華;杜鴻達(dá);楊全紅;康飛宇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)深圳研究生院
• 主分類號(hào): H01M4/485
• 分類號(hào): H01M4/485;H01M4/131;H01M10/0525;C01G23/00
• 代理公司: 深圳市鼎言知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司44311
• 代理人: 葉小勤

1.一種鈦酸鋰材料的制備方法，其包括如下步驟：

a.將過(guò)氧化物與溶劑按照比例混合，得到含有過(guò)氧根離子的溶液，將鈦的化合物與所述含有過(guò)氧根離子的溶液混合，得到前驅(qū)體溶液A，所述鈦的化合物選自氯化鈦、氮化鈦、碳化鈦、及硫酸氧鈦中的一種或幾種，所述過(guò)氧化物為過(guò)氧化氫,所述前驅(qū)體溶液A中生成有[Ti(OH)₃O₂]^-離子，生成[Ti(OH)₃O₂]^-離子的反應(yīng)方程式為T(mén)i⁴⁺+H₂O₂+5OH^-→[Ti(OH)₃O₂]^-+2H₂O；

b.將稀釋劑和所述溶劑加入前驅(qū)體溶液A中并混合，然后將鋰源化合物溶解于上述前驅(qū)體溶液A中，得到前驅(qū)體溶液B，所述稀釋劑與所述溶劑的體積比為1：0.1-1：10，所述溶劑為水，所述稀釋劑選自酮類溶液、醇類溶液、醚類溶液、及芳香烴類溶液中的一種或幾種；

c.烘干所述前驅(qū)體溶液B，得到鈦酸鋰前驅(qū)體；

d.燒結(jié)所述鈦酸鋰前驅(qū)體，得到鈦酸鋰。

2.如權(quán)利要求1所述的鈦酸鋰材料的制備方法，其特征在于：過(guò)氧化物的物質(zhì)的量與鈦的化合物中的鈦元素的物質(zhì)的量的比大于或等于1：1。

3.如權(quán)利要求2所述的鈦酸鋰材料的制備方法，其特征在于：所述前驅(qū)體溶液B中鋰元素與鈦元素的物質(zhì)的量的比為(4～5)：5。

4.如權(quán)利要求1所述的鈦酸鋰材料的制備方法，其特征在于：所述鋰源化合物選自醋酸鋰、碳酸鋰、氟化鋰、氫氧化鋰、草酸鋰、及氯化鋰中的一種或幾種。

5.如權(quán)利要求1所述的鈦酸鋰材料的制備方法，其特征在于：所述溶劑為蒸餾水、去離子水、高純水或超純水。

6.如權(quán)利要求1所述的鈦酸鋰材料的制備方法，其特征在于：所述步驟c為：

將前驅(qū)體溶液B放置在60℃～150℃的溫度下烘干10h以上，得到固體鈦酸鋰前驅(qū)體；

所述步驟d為：將鈦酸鋰前驅(qū)體置于爐中在保護(hù)氣氛下燒結(jié)5～15h，其中燒結(jié)溫度為500～900℃。

7.一種由權(quán)利要求1～6任意一項(xiàng)所述的鈦酸鋰材料的制備方法制得的鈦酸鋰材料，其特征在于：該鈦酸鋰材料是由鈦酸鋰納米晶原位生長(zhǎng)而成的緊密實(shí)心的微米級(jí)的球形鈦酸鋰顆粒，該鈦酸鋰顆粒具有尖晶石結(jié)構(gòu)，該鈦酸鋰顆粒的直徑為1～10μm，該鈦酸鋰顆粒的比表面積為1～10m²/g，該鈦酸鋰顆粒的振實(shí)密度為1.0～2.5g/cm³。

8.一種電極極片，其特征在于：該電極極片包括導(dǎo)電基體及附著于該導(dǎo)電基體的如權(quán)利要求1～6任意一項(xiàng)所述的鈦酸鋰材料的制備方法制得的鈦酸鋰材料。

9.一種鋰離子電池，其包括正極、負(fù)極以及電解液，其特征在于：該負(fù)極或正極包括如權(quán)利要求1～6任意一項(xiàng)所述的鈦酸鋰材料的制備方法制得的鈦酸鋰材料。