[發(fā)明專利]一種新型鈦基材料的低溫制備方法有效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201711305482.1 | 申請(qǐng)日： | 2017-12-11 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN109904439B | 公開（公告）日： | 2022-02-22 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 王賽;劉建紅;吳寧寧;王興勤 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 中信國安盟固利動(dòng)力科技有限公司 |
| 主分類號(hào)： | H01M4/48 | 分類號(hào)： | H01M4/48;H01M10/0525;B82Y40/00;B82Y30/00 |
| 代理公司： | 北京市京大律師事務(wù)所 11321 | 代理人： | 李光松 |
| 地址： | 102200 *** | 國省代碼： | 北京;11 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 新型 基材 低溫 制備 方法 | ||
本發(fā)明提供了一種新型鈦基材料、特別是用于鋰離子二次電池負(fù)極材料的低溫制備方法。該低溫制備方法為熔鹽法，在反應(yīng)過程中，熔鹽的存在給反應(yīng)過程提供了一個(gè)液相環(huán)境，從而使反應(yīng)更快的進(jìn)行，達(dá)到降低反應(yīng)溫度的效果。反應(yīng)得到顯微結(jié)構(gòu)為納米柳葉狀的粉體材料，該粉體比表面積高，反應(yīng)活性高，具備優(yōu)異的倍率性能。此外，反應(yīng)結(jié)束后熔鹽可回收再利用，有利于節(jié)能環(huán)保。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于材料制備方法技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種應(yīng)用于鋰電池的新型鈦基負(fù)極材料的低溫制備方法。
背景技術(shù)
近年來，隨著鋰離子電池領(lǐng)域的發(fā)展，對(duì)先進(jìn)負(fù)極材料的要求也逐漸升高。TiO2由于具備高安全性、穩(wěn)定性、無毒、儲(chǔ)量豐富、價(jià)格低廉等優(yōu)勢(shì)而引起了廣泛的關(guān)注。在TiO2眾多的晶型中，具有單斜相的TiO2(B)由于晶體結(jié)構(gòu)中存在沿著[010]方向的特征平行通道，有利于鋰離子在通道內(nèi)的結(jié)合與擴(kuò)散，因此與其它晶型相比更適合作為理想的鋰離子嵌入/脫出基體。
TiO2(B)材料理論比容量為335mAh g-1，材料在鋰離子嵌入之后體積變化小(＜4％)，具備非常好的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。文獻(xiàn)(Norio Takami等人，Micro-size spherical TiO2(B)secondary particles as anode materials for high-power and long-lifelithium-ion batteries，J.Power Sources.,2015,273,923)中報(bào)道的TiO2(B)二次微球，在1.3-3V電壓范圍內(nèi)，可逆容量可達(dá)到220mAh/g，比容量較高。電壓平臺(tái)1.6V vs.Li+/Li，充放電過程中不會(huì)形成SEI膜，安全性能好。在20C倍率下放電，比容量仍可達(dá)到176mAh/g。是一種非常具備發(fā)展前景的高安全高倍率負(fù)極材料。
目前最常用于制備單斜TiO2(B)的方法主要有固相反應(yīng)法、水熱法和溶劑熱法等。水熱法和溶劑熱合成法具有組分及晶相可控的優(yōu)點(diǎn)，制備粉體活性較高，但制備成本高，反應(yīng)過程在高壓反應(yīng)釜中完成，不利于工業(yè)化生產(chǎn)。而傳統(tǒng)的固相法制備出的TiO2(B)粉體煅燒溫度為800℃以上，生產(chǎn)過程能耗較高，不利于節(jié)能減排。此外，固相法制備出的粉體顆粒尺寸大，活性低，結(jié)晶性差，仍有待進(jìn)一步的優(yōu)化。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是降低固相法制備單斜相TiO2(B)材料時(shí)的煅燒溫度。本發(fā)明是采用低溫熔鹽法來實(shí)現(xiàn)所述目的的，熔鹽法是一種綠色化學(xué)方法，在反應(yīng)過程中，熔鹽的存在給反應(yīng)過程提供一個(gè)液相環(huán)境，從而使反應(yīng)更快的進(jìn)行，達(dá)到降低反應(yīng)溫度的效果。反應(yīng)得到的顯微結(jié)構(gòu)為比表面積較高的納米級(jí)柳葉狀粉體，反應(yīng)活性高。此外，反應(yīng)結(jié)束后熔鹽可回收再利用，有利于節(jié)能環(huán)保。
本發(fā)明提供的一種新型鈦基材料的低溫制備方法，包括以下步驟：
(1)按摩爾比(3～6):1：(1～30)的比例稱取TiO2、堿金屬碳酸鹽、和熔鹽化合物，置于溶劑中進(jìn)行混合，混合后的漿料置于50～120℃烘箱中干燥2～6小時(shí)，獲得混合粉體；
(2)將步驟(1)所得的混合粉體放置于坩堝中，在300～900℃(優(yōu)選300-600℃，更優(yōu)選為400-600℃)下煅燒1～10h(優(yōu)選3-7h)，獲得混有熔鹽的前驅(qū)體材料；
(3)將步驟(2)所得混有熔鹽的前驅(qū)體，加入溶劑(去離子水或無水乙醇)將熔鹽洗去，置于50～120℃烘箱中干燥2～6小時(shí)，獲得前驅(qū)體A；
(4)將步驟(3)所得前驅(qū)體A加入到濃度為1～5mol/L的酸溶液中，室溫下攪拌6～100h(優(yōu)選40-100h)，之后用去離子水進(jìn)行洗滌，干燥后得到前驅(qū)體B；
該專利技術(shù)資料僅供研究查看技術(shù)是否侵權(quán)等信息，商用須獲得專利權(quán)人授權(quán)。該專利全部權(quán)利屬于中信國安盟固利動(dòng)力科技有限公司，未經(jīng)中信國安盟固利動(dòng)力科技有限公司許可，擅自商用是侵權(quán)行為。如果您想購買此專利、獲得商業(yè)授權(quán)和技術(shù)合作，請(qǐng)聯(lián)系【客服】
本文鏈接：http://www.szxzyx.cn/pat/books/201711305482.1/2.html，轉(zhuǎn)載請(qǐng)聲明來源鉆瓜專利網(wǎng)。
