[發明專利]插有鋰的二氧化鈦、由其制得的鈦酸鋰顆粒以及相應的方法

有效

• 申請號: 202110180652.8
• 申請日: 2015-03-30
• 公開（公告）號: CN112744857B
• 公開（公告）日: 2023-10-13
• 發明（設計）人: 傅國義
• 申請（專利權）人: 東納斯公司
• 主分類號: C01G23/00
• 分類號: C01G23/00;B82Y30/00;H01M4/485;H01M10/0525
• 代理公司: 北京律盟知識產權代理有限責任公司 11287
• 代理人: 張世俊

1.一種適用于電池電極中的鈦酸鋰尖晶石納米顆粒的制備方法，所述方法包括：

a)形成包含二氧化鈦前體顆粒和鋰化合物水溶液的混合物，其中所述二氧化鈦前體顆粒由大于95％的銳鈦礦相組成；以及

b)在密封的壓力容器中，在溫度為至少80℃的升高了的溫度和自生的壓力下加熱所述混合物至少三小時，以形成插入了鋰的二氧化鈦顆粒，其中，二氧化鈦顆粒的選自以下的至少一種粒度特征基本上未被所述加熱步驟改變：平均一次粒度、粒度分布、平均顆粒內孔徑、平均顆粒間孔徑、孔徑分布和顆粒形狀；和

c)在低于650℃的溫度下煅燒所述插入了鋰的二氧化鈦顆粒以形成鈦酸鋰尖晶石納米顆粒，

其中所述鈦酸鋰尖晶石納米顆粒具有不超過約80nm的平均一次粒度和粒度的單分散性，以使所有顆粒的一次粒度與所述平均一次粒度相差在約10％以內，并且通過以下來表征：

中孔范圍內的平均顆粒內孔徑；和

單分散的顆粒內孔徑分布；

其中中孔范圍內的平均顆粒內孔徑、單分散的粒度分布和單分散的顆粒內孔徑分布中的至少一項與二氧化鈦前體顆粒的相同的尺寸特征相差在約10％以內。

2.鈦酸鋰尖晶石納米顆粒，其具有單分散的粒度分布并通過以下各項中的一項或多項來表征：

a.中孔范圍內的平均顆粒內孔徑；和

b.單分散的顆粒內孔徑分布；

其中中孔范圍內的平均顆粒內孔徑、單分散的粒度分布和單分散的顆粒內孔徑分布中的至少一項與二氧化鈦前體顆粒的相同的尺寸特征相差在約10％以內，和

所述二氧化鈦前體顆粒具有在約40至約60nm范圍內的一次粒度。

3.如權利要求2所述的鈦酸鋰尖晶石納米顆粒，其中所述納米顆粒的平均一次粒度不大于約50nm且單分散粒度使得所有顆粒的一次粒度與平均一次粒度相差約10％以內。

4.一種電池，所述電池包含第一電極、第二電極和位于所述第一和第二電極之間且包含電解質的分隔件，其中，所述第一和第二電極中的一者包含權利要求2所述的鈦酸鋰尖晶石納米顆粒。

5.如權利要求2所述的鈦酸鋰尖晶石納米顆粒，其特征在于單分散粒度分布與二氧化鈦前體顆粒的相同的尺寸特征相差在約5％以內。

6.如權利要求5所述的鈦酸鋰尖晶石納米顆粒，其中二氧化鈦前體顆粒具有在約40至約60nm范圍內的一次粒度。

7.如權利要求2所述的鈦酸鋰尖晶石納米顆粒，其特征在于單分散粒度分布與二氧化鈦前體顆粒的相同的尺寸特征相差在約2.5％以內。

8.如權利要求7所述的鈦酸鋰尖晶石納米顆粒，其中二氧化鈦前體顆粒具有在約40至約60nm范圍內的一次粒度。

9.如權利要求8所述的鈦酸鋰尖晶石納米顆粒，其中二氧化鈦前體顆粒具有在約50nm范圍內的一次粒度。

10.如權利要求4所述的電池，其中鈦酸鋰尖晶石納米顆粒的特征在于單分散粒度分布。

11.如權利要求10所述的電池，其中單分散粒度分布與二氧化鈦前體顆粒的相同的尺寸特征相差在約5％以內。

12.如權利要求11所述的電池，其中單分散粒度分布與二氧化鈦前體顆粒的相同的尺寸特征相差在約2.5％以內。