[發明專利]一種生產用于鋰離子電池應用的高性能鈦酸鋰陽極材料的方法有效
| 申請號： | 201880004507.0 | 申請日： | 2018-02-17 |
| 公開（公告）號： | CN110023245B | 公開（公告）日： | 2022-01-11 |
| 發明（設計）人： | S·安納丹;P·M·普拉舍克;R·維杰;T·N·勞 | 申請（專利權）人： | 國際先進的粉末冶金和新材料研究中心(ARCI) |
| 主分類號： | C01G23/047 | 分類號： | C01G23/047;B82Y30/00 |
| 代理公司： | 中國貿促會專利商標事務所有限公司 11038 | 代理人： | 王海寧 |
| 地址： | 印度*** | 國省代碼： | 暫無信息 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 生產 用于 鋰離子電池 應用 性能 鈦酸鋰 陽極 材料 方法 | ||
1.一種生產用于制造鋰離子電池陽極的高性能納米尺寸鈦酸鋰粉末的方法，使用水平碾磨，該方法包括以下步驟：
a)以5:4的化學計量比將作為鈦前體的具有60-80％銳鈦礦和20-40％金紅石的TiO2混合相與作為鋰前體的Li2CO3混合，具有5重量％的額外碳酸鋰以補償熱處理期間的鋰損失；
b)向上述混合物中添加2至5％的硬脂酸，該硬脂酸充當過程控制劑以及碳前體，以避免由于在原子擴散期間的斷裂和冷焊所致的納米粉末的堆積；
c)在水平碾磨單元中磨制，維持球與粉末的比率為10:1-12:1，速度為250-500rpm，持續0.5-2小時；
d)用步驟c)中提到的參數重復磨制過程持續40至48次的時段，以增加和降低速度的方式持續0.5至2小時的時段；
e)在磨制完成時從水平碾磨單元中排出磨制粉末并將它們以干燥形式儲存用于退火；
f)使用30-35mm壓模以0.5-1噸的壓力使用液壓機將磨制粉末造粒，以確保適當的顆粒間接觸，更好的熱傳遞，從而使整個退火過程均勻；
g)在管式爐中在氬氣惰性氣氛下將磨制和造粒的復合物粉末退火，保持在700-900℃的溫度，加熱速率為10℃/分鐘，持續2-12小時的時段；和
h)將退火后的粒料研磨成細粉，并在半電池/全電池構造中驗證其作為鋰離子電池應用的陽極材料的功效。
2.根據權利要求1所述的生產用于制造鋰離子電池陽極的高性能納米尺寸鈦酸鋰粉末的方法，其中連同氬氣一起存在的PCA產生氧空位因而用于電荷補償，Ti4+離子被轉變為Ti3+離子。
3.根據權利要求1所述的生產用于制造鋰離子電池陽極的高性能納米尺寸鈦酸鋰粉末的方法，其中所產生的鈦酸鋰的平均顆粒尺寸為200-750nm。
4.根據權利要求1所述的生產用于制造鋰離子電池陽極的高性能納米尺寸鈦酸鋰粉末的方法，由HR-TEM分析發現鈦酸鋰上的碳層厚度在2.0-8nm的范圍內。
5.根據權利要求1所述的生產用于制造鋰離子電池陽極的高性能納米尺寸鈦酸鋰粉末的方法，其中在用于Li離子電池中的陽極電極時來自具有60-80％銳鈦礦和20-40％金紅石的TiO2混合相的LTO在1C下的電化學效率在150-156mA hg-1范圍內。
6.根據權利要求1所述的生產用于制造鋰離子電池陽極的高性能納米尺寸鈦酸鋰粉末的方法，其中在用于制備電極之后，當在全電池構造中測試時，所述鈦酸鋰粉末提供0.47mAh的容量，持續650個循環，具有99％的庫倫效率。
7.通過權利要求1所述的方法生產的納米尺寸鈦酸鋰粉末，適用于制造鋰離子電池的陽極。
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