[發明專利]一種鋰離子電池電極活性物質、制備方法及其電極和電池

有效

• 申請號: 202110051099.8
• 申請日: 2021-01-14
• 公開（公告）號: CN112736233B
• 公開（公告）日: 2023-01-24
• 發明（設計）人: 魏冰歆;王燦;陳大鵬;朱佩佩;危偉
• 申請（專利權）人: 武漢船用電力推進裝置研究所（中國船舶重工集團公司第七一二研究所）
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/485;H01M4/62;H01M4/131;H01M10/0525;C01G23/00;C01B32/05
• 代理公司: 武漢凌達知識產權事務所(特殊普通合伙) 42221
• 代理人: 劉念濤;宋國榮

1.一種鋰離子電池電極活性物質的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

將鈦源與鋰源按照摩爾比4：4.5～5混合，與無水乙醇或去離子水混合，投入滾筒球磨機進行濕法球磨制成固含量為5～30%的第一漿料；

將第一漿料過篩后置于鼓風干燥箱中70～90℃干燥2～6h，收集干燥后的粉體，投入氣流粉碎機粉碎；

收集粉碎后的混合物置于石英管式爐中,在氧化性氣氛中經過多段溫度區間煅燒制成煅燒產物，溫度區間分別為300℃～450℃，500℃～700℃，700℃～800℃，800℃～1000℃，每段時間1～10h，升溫速度4～5℃/min，得到鈦酸鋰粉末；

將鈦酸鋰粉末再次投入氣流粉碎機進行二次粉碎；

先與無水乙醇或去離子水混合，再與含碳有機物一起投入滾筒球磨機進行濕法球磨制成第二漿料；

將第二漿料通過噴霧干燥機進行造粒和干燥，將得到的粉體投入回轉爐中，在非氧化性氣氛中加熱至700～750℃煅燒3h，有機物分解碳化在鈦酸鋰顆粒表面，由此得到包覆有碳的鈦酸鋰-碳粉體，其包含有質量分數為70～95%的碳包覆鈦酸鋰，所述碳包覆鈦酸鋰具有1～10wt%的碳包覆，為一次顆粒聚集而成的球狀活塊狀形態的二次顆粒，其中一次顆粒平均粒徑1～25μm，二次顆粒平均粒徑1～50μm。

2.根據權利要求1所述的一種鋰離子電池電極活性物質的制備方法，其特征在于，所述的鋰源為碳酸鋰、氫氧化鋰、偏鋁酸鋰、硫酸鋰或硝酸鋰中的一種或幾種混合；所述的鈦源為金紅石型二氧化鈦、銳鈦型二氧化鈦或無定型二氧化鈦中的一種或幾種混合。

3.根據權利要求2所述的一種鋰離子電池電極活性物質的制備方法，其特征在于，所述的含碳有機物為葡萄糖、果糖、蔗糖、麥芽糖中的至少一種。

4.根據權利要求3所述的一種鋰離子電池電極活性物質的制備方法，其特征在于，所述的濕法球磨是將漿料置于球磨機上進行球磨，球磨轉速為50～200rpm，球磨時間為4～10h。

5.根據權利要求4所述的一種鋰離子電池電極活性物質的制備方法，其特征在于，所述的氣流粉碎機進氣壓力0.1～1MPa，研磨壓力0.1～1MPa，進料速度0.1～2kg/h。

6.一種鋰離子電池電極，其特征在于，包含權利要求2所述的電極活性物質，所述的電極為正極或負極。

7.一種鋰二次電池，其特征在于，包含權利要求6所述的電池電極。