一種鋰電負(fù)極材料鈦酸鋰的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種鋰電負(fù)極材料鈦酸鋰的制備方法，鋰的可溶性化合物加入蒸餾水溶解；殼聚糖加入到冰醋酸溶液內(nèi)，超聲至完全溶解為均一的淡黃色液體；向殼聚糖溶液內(nèi)加入二氧化鈦粉末，超聲，磁力攪拌10～60分鐘；向殼聚糖溶液內(nèi)加入a步驟中溶解好的溶液中，超聲攪拌10～60分鐘；加入環(huán)氧氯丙烷，持續(xù)磁力攪拌5～15小時；將所得溶液轉(zhuǎn)移至培養(yǎng)皿內(nèi)，用保鮮膜蓋好，-80℃下冷凍，將冷凍好的樣品放入冷凍干燥機(jī)，抽真空，干燥10～48小時，干燥好的樣品放入坩堝，送入管式爐下600～900℃煅燒8-15小時，得到鋰電負(fù)極材料鈦酸鋰。本方法制備的鈦酸鋰具有優(yōu)異的大倍率放電特性，適合于動力電池使用。
【專利說明】一種鋰電負(fù)極材料鈦酸鋰的制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電池電極材料的制備方法，特別是一種鋰離子二次電池負(fù)極材料鈦酸鋰的制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002]鈦酸鋰作為一種新型的負(fù)極材料，具有循環(huán)性能好、安全性能高、充放電平臺平穩(wěn)等優(yōu)點(diǎn)，是近幾年來備受關(guān)注的最優(yōu)異的鋰離子電池負(fù)極材料之一。但是，由于Li4Ti5O12的導(dǎo)電性比較差，在大電流充放電時容量衰減快，限制了其的應(yīng)用。而通過摻雜金屬離子和碳包覆可以有效的提高其電子導(dǎo)電率，或者通過制備納米顆粒，降低鋰離子的擴(kuò)散路徑來提高鈦酸鋰材料的倍率性能。但是，由于納米粒子的表面與界面效應(yīng)，表面能較高，表面活性很大，極不穩(wěn)定，顆粒之間相互吸引團(tuán)聚而降低其表面能和表面活性，從而逐漸失去納米粒子的特性，長期循環(huán)性能不夠理想。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對現(xiàn)有制備Li4Ti5O12的缺點(diǎn)，本發(fā)明提供一種應(yīng)用于鋰離子電池的鈦酸鋰負(fù)極材料的制備方法。
[0004]一種鋰電負(fù)極材料鈦酸鋰的制備方法，其特征在于，具體步驟為:
a、稱量鋰的可溶性化合物，加入蒸餾水溶解；
b、稱量殼聚糖加入到冰醋酸溶液內(nèi)，超聲至完全溶解為均一的淡黃色液體；
C、向殼聚糖溶液內(nèi)加入二氧化鈦粉末，超聲，磁力攪拌10?60分鐘；向殼聚糖溶液內(nèi)加入a步驟中溶解好的溶液中，超聲攪拌10?60分鐘；
d、向步驟c制得的溶液內(nèi)加入環(huán)氧氯丙烷，持續(xù)磁力攪拌5?15小時；將所得溶液轉(zhuǎn)移至培養(yǎng)皿內(nèi)，用保鮮膜蓋好，_80°C下冷凍，將冷凍好的樣品放入冷凍干燥機(jī)，抽真空，干燥10?48小時，干燥好的樣品放入坩堝，送入管式爐下600?900°C煅燒8_15小時，得到鋰電負(fù)極材料鈦酸鋰。
[0005]所述的鋰的可溶性化合物為硝酸鋰、碳酸鋰、氯化鋰、醋酸鋰、檸檬酸鋰、草酸鋰、甲酸鋰、乳酸鋰、異丙醇鋰重的一種或其組合，或含鋰的有機(jī)醇、酸、酯類化合物。
[0006]所述的鋰的可溶性化合物與二氧化鈦中的摩爾比為Li:Ti=0.8?1.2。
[0007]所述的步驟c中二氧化鈦加入的溶度為0.1?0.7mol/L。
[0008]所述的醋酸的體積為殼聚糖質(zhì)量的80?220倍。
[0009]所述的步驟c制得的溶液的體積為環(huán)氧氯丙烷體積為40?300倍。
[0010]采用本發(fā)明的方法制備的鈦酸鋰負(fù)極材料表現(xiàn)出一定的介孔特性，該鈦酸鋰負(fù)極材料具有優(yōu)異的大倍率放電特性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明實(shí)施例1產(chǎn)物的XRD圖。

【具體實(shí)施方式】
[0012]下面對本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說明:本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。
[0013]實(shí)施例1:稱量0.8685g醋酸鋰，加入1ml的蒸餾水溶解；再稱量0.2375g的殼聚糖加入43.5ml的冰醋酸溶液內(nèi)，超聲至完全溶解為均一的淡黃色液體；向殼聚糖溶液內(nèi)加入0.87g 二氧化鈦粉末，超聲，磁力攪拌20min;向殼聚糖溶液內(nèi)加入溶解好的醋酸鋰溶液，攪拌1min;在向上述溶液內(nèi)加入0.4ml的環(huán)氧氯丙烷，持續(xù)磁力攪拌15h，將溶液轉(zhuǎn)移至培養(yǎng)皿內(nèi)，用保鮮膜蓋好，-80°C下冷凍，將冷凍好的樣品放入冷凍干燥機(jī)，抽真空，干燥24h，得到呈海綿狀的白色樣品，將樣品放到式爐800°C下煅燒10h，制備得最終產(chǎn)物。圖1為所得樣品的XRD圖?？梢?，合成產(chǎn)物的XRD圖各衍射峰的位置和相對強(qiáng)度均與Li4Ti5O12的標(biāo)準(zhǔn)卡片相吻合，無任何雜相。
[0014]實(shí)施例2:稱量0.92g硝酸鋰，加入1ml的蒸餾水溶解；再稱量0.248g的殼聚糖加入50ml的冰醋酸溶液內(nèi)，超聲至完全溶解為均一的淡黃色液體；向殼聚糖溶液內(nèi)加入
0.68g 二氧化鈦粉末，超聲，磁力攪拌40min;向殼聚糖溶液內(nèi)加入溶解好的醋酸鋰溶液，攪拌20min;在向上述溶液內(nèi)加入0.5ml的環(huán)氧氯丙烷，持續(xù)磁力攪拌5h，將溶液轉(zhuǎn)移至培養(yǎng)皿內(nèi)，用保鮮膜蓋好，_80°C下冷凍，將冷凍好的樣品放入冷凍干燥機(jī)，抽真空，干燥10h，得到呈海綿狀的白色樣品，將樣品放到式爐600°C下煅燒15h，制備得最終產(chǎn)物。
[0015]實(shí)施例3:稱量0.74g檸檬酸鋰，加入1ml的蒸餾水溶解；再稱量0.315g的殼聚糖加入80ml的冰醋酸溶液內(nèi)，超聲至完全溶解為均一的淡黃色液體；向殼聚糖溶液內(nèi)加入
0.Sg 二氧化鈦粉末，超聲，磁力攪拌50min;向殼聚糖溶液內(nèi)加入溶解好的醋酸鋰溶液，攪拌40min;在向上述溶液內(nèi)加入0.6ml的環(huán)氧氯丙烷，持續(xù)磁力攪拌15h，將溶液轉(zhuǎn)移至培養(yǎng)皿內(nèi)，用保鮮膜蓋好，-SO0C下冷凍，將冷凍好的樣品放入冷凍干燥機(jī)，抽真空，干燥48h，得到呈海綿狀的白色樣品，將樣品放到式爐900°C下煅燒8h，制備得最終產(chǎn)物。
[0016]實(shí)施例4::稱量0.87g甲酸鋰，加入1ml的蒸餾水溶解；再稱量0.2856g的殼聚糖加入10ml的冰醋酸溶液內(nèi)，超聲至完全溶解為均一的淡黃色液體；向殼聚糖溶液內(nèi)加入0.68g 二氧化鈦粉末，超聲，磁力攪拌40min;向殼聚糖溶液內(nèi)加入溶解好的醋酸鋰溶液，攪拌40min;在向上述溶液內(nèi)加入0.7ml的環(huán)氧氯丙燒,持續(xù)磁力攪拌8h,將溶液轉(zhuǎn)移至培養(yǎng)皿內(nèi)，用保鮮膜蓋好，_80°C下冷凍，將冷凍好的樣品放入冷凍干燥機(jī)，抽真空，干燥30，得到呈海綿狀的白色樣品，將樣品放到式爐800°C下煅燒15h，制備得最終產(chǎn)物。
【權(quán)利要求】
1.一種鋰電負(fù)極材料鈦酸鋰的制備方法，其特征在于，具體步驟為: a、稱量鋰的可溶性化合物，加入蒸餾水溶解； b、稱量殼聚糖加入到冰醋酸溶液內(nèi)，超聲至完全溶解為均一的淡黃色液體； C、向殼聚糖溶液內(nèi)加入二氧化鈦粉末，超聲，磁力攪拌10?60分鐘；向殼聚糖溶液內(nèi)加入a步驟中溶解好的溶液中，超聲攪拌10?60分鐘； d、向步驟c制得的溶液內(nèi)加入環(huán)氧氯丙烷，持續(xù)磁力攪拌5?15小時；將所得溶液轉(zhuǎn)移至培養(yǎng)皿內(nèi)，用保鮮膜蓋好，_80°C下冷凍，將冷凍好的樣品放入冷凍干燥機(jī)，抽真空，干燥10?48小時，干燥好的樣品放入坩堝，送入管式爐下600?900°C煅燒8_15小時，得到鋰電負(fù)極材料鈦酸鋰。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種鋰電負(fù)極材料鈦酸鋰的制備方法，其特征在于，所述的鋰的可溶性化合物為硝酸鋰、碳酸鋰、氯化鋰、醋酸鋰、檸檬酸鋰、草酸鋰、甲酸鋰、乳酸鋰、異丙醇鋰重的一種或其組合，或含鋰的有機(jī)醇、酸、酯類化合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種鋰電負(fù)極材料鈦酸鋰的制備方法，其特征在于，所述的鋰的可溶性化合物與二氧化鈦中的摩爾比為Li:Ti=0.8?1.2。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種鋰電負(fù)極材料鈦酸鋰的制備方法，其特征在于，所述的步驟c中二氧化鈦加入的溶度為0.1?0.7mol/L。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種鋰電負(fù)極材料鈦酸鋰的制備方法，其特征在于，所述的醋酸的體積為殼聚糖質(zhì)量的80?220倍。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種鋰電負(fù)極材料鈦酸鋰的制備方法，其特征在于，所述的步驟c制得的溶液的體積為環(huán)氧氯丙烷體積為40?300倍。
【文檔編號】H01M4/1397GK104332604SQ201410614733
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年11月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月5日
【發(fā)明者】何丹農(nóng), 王丹, 張春明, 吳曉燕, 嚴(yán)鵬, 楊揚(yáng), 黃昭 申請人:上海納米技術(shù)及應(yīng)用國家工程研究中心有限公司