[發明專利]鈦酸鋰電極材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201610070456.4
• 申請日: 2016-01-29
• 公開（公告）號: CN105702925A
• 公開（公告）日: 2016-06-22
• 發明（設計）人: 王永光;蔡惠群;李海軍;魏銀倉
• 申請（專利權）人: 珠海銀隆新能源有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/485;H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 鄭彤

技術領域

本發明涉及鋰離子電池領域，特別是涉及一種鈦酸鋰電極材料及其制備方 法。

背景技術

隨著電動汽車、儲能行業的大力發展，大容量、長壽命、高安全、快速充 電的鋰離子電池的研發受到廣大的關注。

尖晶石結構的鈦酸鋰被稱為“零應變”材料，其安全性高、充放電性能好、 循環性能優良、充放電電壓平臺穩定等優點，作為鋰離子動力電池負極材料， 具有良好的發展前景。不過，鈦酸鋰材料的本征電子導電能力和離子導電能力 偏低，因此在大電流充放電時電容量衰減快，倍率性能較差，極大的制約了其 作為高倍率負極材料在鋰離子動力電池中的應用。

目前，現有技術主要將鈦酸鋰與具有優良導電性能的導電劑(如石墨烯， 超級導電炭黑)進行復合摻雜制備電極漿料，以彌補鈦酸鋰材料存在的上述缺 陷。但是受其制備及攪拌方法的限制，石墨烯難以在漿料中分散均勻，制得電 極的電池容量、放電倍率等性能均不理想。

發明內容

基于此，本發明的目的是提供一種鈦酸鋰電極材料的制備方法。

具體的技術方案如下：

一種鈦酸鋰電極材料的制備方法，包括如下步驟：

(1)將N-甲基吡咯烷酮、聚乙烯吡咯烷酮((C₆H₉NO)_n)混合后加入石墨 烯攪拌，控制石墨烯的質量濃度為2％～3％，聚乙烯吡咯烷酮的質量濃度為1 ％～2％，得漿料A；

(2)將所述漿料A投入研磨機并加入氧化鋯顆粒進行研磨，轉速150～ 250r/min，研磨60～300min，然后于研磨后的漿料A中加入鈦酸鋰進行混合攪 拌，控制研磨后的漿料A與鈦酸鋰的重量比為(5.5：4.5)～(6：4)，得漿料B；

(3)將所述漿料B進行干燥處理后，即得所述鈦酸鋰電極材料。

在其中一些實施例中，步驟(3)中所述干燥處理的工藝參數為：先將所述 漿料B投入噴霧干燥機進行高溫300～400℃噴霧干燥得到包覆鈦酸鋰前驅體； 再將所述包覆鈦酸鋰前驅體投入高溫窯爐在氮氣保護下進行高溫600～800℃煅 燒10-15h。

在其中一些實施例中，步驟(1)中所述攪拌的工藝參數為：采用雙行星式 攪拌機，公轉線速度5～15m/s，自轉線速度15～25m/s，攪拌30～60min。

在其中一些實施例中，步驟(2)中所述混合攪拌的工藝參數為：采用雙行 星式攪拌機，公轉線速度5～15m/s，自轉線速度15～25m/s，攪拌60～150min。

在其中一些實施例中，步驟(2)中所述氧化鋯顆粒的直徑為0.5～1mm。

在其中一些實施例中，步驟(3)中所述干燥處理后還包括冷卻步驟：將經 所述干燥處理后的鈦酸鋰材料置于濕度為0.5～1％RH的環境下冷卻至室溫。

本發明的另一目的是提供一種鈦酸鋰電極材料。

具體的技術方案如下：

上述制備方法制備得到的鈦酸鋰電極材料。

本發明的另一目的是提供一種鈦酸鋰電極漿料。

具體的技術方案如下：

一種鈦酸鋰電極漿料，其由上述鈦酸鋰電極材料、溶劑和粘結劑制備而成， 其中所述溶劑與粘結劑的重量比為(95-97)：(3-5)，上述鈦酸鋰電極材料的重 量與所述溶劑和粘結劑的總重量之比為(38～48)：100。

在其中一些實施例中，所述溶劑為N-甲基吡咯烷酮；所述粘結劑為聚偏二 氟乙烯。

本發明的另一目的是提供一種鈦酸鋰電極漿料的制備方法。

具體的技術方案如下：

上述鈦酸鋰電極漿料的制備方法，包括如下步驟：

(1)將所述溶劑和粘結劑混合后采用雙行星攪拌機進行攪拌，公轉線速度 5～15m/s，自轉線速度15～25m/s，攪拌100～200min，得混合液；

(2)于所述混合液中投入權利要求7所述的鈦酸鋰電極材料，采用雙行星 攪拌機真空攪拌，真空值為-0.07～0.095MPa，公轉線速度5～15m/s，自轉線速 度15～25m/s，攪拌100～300min，即得所述鈦酸鋰電極漿料。

本發明的原理及優點如下：