[發明專利]一種雙重包覆的鈦酸鋰電池材料及制備方法

有效

• 申請號: 201810128544.4
• 申請日: 2018-02-08
• 公開（公告）號: CN108281641B
• 公開（公告）日: 2020-07-14
• 發明（設計）人: 陳永勝;任潘利;崔維國;王茂范;李愛紅
• 申請（專利權）人: 天津普蘭能源科技有限公司;天津普蘭納米科技有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/485;H01M4/583;H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 天津諾德知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 12213
• 代理人: 龔曉芳

1.一種雙重包覆的鈦酸鋰電池材料，其特征在于：包括鈦酸鋰一次粒子，所述一次粒子表面包覆有第一包覆層，所述一次粒子聚集形成二次粒子，所述二次粒子表面包覆有第二包覆層，所述第一包覆層含有石墨烯和偏鋁酸鋰，所述第二包覆層含有石墨烯和偏鋁酸鋰，所述一次粒子的粒徑為100-500nm，所述二次粒子的粒徑為5-20μm。

2.根據權利要求1所述的雙重包覆的鈦酸鋰電池材料，其特征在于：所述第一包覆層中的碳元素質量占所述鈦酸鋰電池材料的0.05-5％，所述第一包覆層中的鋁元素質量占所述鈦酸鋰電池材料的0.05-5％。

3.根據權利要求1或2所述的雙重包覆的鈦酸鋰電池材料，其特征在于：所述第二包覆層中的碳元素質量占所述鈦酸鋰電池材料的0.05-5％，所述第二包覆層中的鋁元素質量占所述鈦酸鋰電池材料的0.05-5％。

4.一種雙重包覆的鈦酸鋰電池材料的制備方法，其特征在于：包括：

第一步、將鋰源、鈦源、第一添加劑、第二添加劑與水混合1-24小時，然后干燥、于500-1200℃焙燒1-15小時得到一次物料，所述第一添加劑為石墨烯和石墨烯前驅體中的一種或多種的組合，所述第二添加劑為偏鋁酸鋰和偏鋁酸鋰前驅體中的一種或多種的組合，原料中固體質量百分比為10％-50％；

第二步、將一次物料、第三添加劑、第四添加劑與水混合1-24小時，然后干燥、于500-1200℃焙燒1-15小時得到雙重包覆的鈦酸鋰電池材料，所述第三添加劑為石墨烯和石墨烯前驅體中的一種或多種的組合，所述第四添加劑為偏鋁酸鋰和偏鋁酸鋰前驅體中的一種或多種的組合，原料中固體質量百分比為10％-50％。

5.根據權利要求4所述的雙重包覆的鈦酸鋰電池材料的制備方法，其特征在于：第一步中，焙燒溫度為700-900℃；第二步中，焙燒溫度為700-900℃。

6.根據權利要求4所述的雙重包覆的鈦酸鋰電池材料的制備方法，其特征在于：第一步中鋰源與鈦源摩爾比為鋰：鈦為0.75-1.0，所述第一添加劑中碳元素的質量占所述鈦酸鋰電池材料的0.05-5％，所述第二添加劑中鋁元素的質量占所述鈦酸鋰電池材料的0.05-5％。

7.根據權利要求6所述的雙重包覆的鈦酸鋰電池材料的制備方法，其特征在于：第一步中鋰源與鈦源摩爾比為鋰：鈦為0.8-0.9。

8.根據權利要求4所述的雙重包覆的鈦酸鋰電池材料的制備方法，其特征在于：第二步中所述第三添加劑中碳元素的質量占所述鈦酸鋰電池材料的0.05-5％，所述第四添加劑中鋁元素的質量占所述鈦酸鋰電池材料的0.05-5％。

9.根據權利要求4-8任一所述的雙重包覆的鈦酸鋰電池材料的制備方法，其特征在于：所述第一添加劑中的石墨烯和所述第三添加劑中的石墨烯分別獨立的選自單層石墨烯、雙層石墨烯、多層石墨烯和氧化石墨烯中的一種或多種的組合。

10.根據權利要求4-8任一所述的雙重包覆的鈦酸鋰電池材料的制備方法，其特征在于：所述第一添加劑中的石墨烯前驅體和所述第三添加劑中的石墨烯前驅體分別獨立的選自葡萄糖、蔗糖、淀粉、酚醛樹脂、聚乙烯醇、環氧樹脂、果糖和檸檬酸中的一種或多種的組合。

11.根據權利要求4-8任一所述的雙重包覆的鈦酸鋰電池材料的制備方法，其特征在于：所述第一添加劑中的石墨烯前驅體和所述第三添加劑中的石墨烯前驅體為蔗糖。

12.根據權利要求4-8任一所述的雙重包覆的鈦酸鋰電池材料的制備方法，其特征在于：所述鋰源為碳酸鋰、氫氧化鋰、氧化鋰、醋酸鋰、草酸鋰和硝酸鋰中的一種或多種的組合。

13.根據權利要求4-8任一所述的雙重包覆的鈦酸鋰電池材料的制備方法，其特征在于：所述鋰源為碳酸鋰和氫氧化鋰中的一種或兩種的組合。