The invention discloses a preparation method and application of Al, F and R doped lithium titanate negative electrode materials. The preparation method comprises the following steps: adding four butyl titanate into ethyl alcohol aqueous solution of lithium acetate, adding glacial acetic acid to form sol, then adding an ethanol solution of RxAlO2 RxF complex salt to the sol, and obtaining gel by static method. Among them, R is Na, Mg, Zr or Sn element, x=0.25~1; will gel at 60~80 C constant temperature 6~12 h, then proceed to the first step calcination at 300~400 temperature, then heat up to 900~1100 C for second steps calcination, the two step calcination time for 12 hours, then cooling to room temperature after grinding. The Al, F, R doped lithium titanate anode material synthesized by the invention has good conductivity, excellent fast charge-discharge performance, low temperature performance and high head efficiency, better structural stability, and can improve the safety of the battery.
【技术实现步骤摘要】
一种Al、F、R掺杂钛酸锂负极材料的制备方法与应用
本专利技术属于化学电源
,具体涉及一种基于RxAlO2·RxF复合盐的Al、F、R掺杂钛酸锂纳米颗粒作为锂离子电池负极材料的制备方法与应用。
技术介绍
随着锂离子电池在电子设备中的应用和锂离子电池有望解决动力电池领域的问题,近年来人们对锂离子电池的关注大大提高了。然而,目前已商业化的石墨负极存在诸多问题,例如锂枝晶析出导致的电源短路问题,使得锂离子电池的安全性受到重视。钛酸锂作为新型锂离子电池负极材料,极高的充放电平台和充放电过程中体积变化很小(被称为“零应变”材料),保证了电池的安全性。但是钛酸锂固有的电子电导率低的问题制约了其发展,目前已经有诸多方法对钛酸锂进行改性从而提高其导电性以及低温性能,掺杂是其中之一。掺杂与其他改性手段如表面包覆、复合材料以及纳米化相比,能够保持更好的结构稳定性,并有利于增强电子导电性和提高电池的安全性。
技术实现思路
为了解决现有技术中的问题,本专利技术提供一种Al、F、R掺杂钛酸锂负极材料的制备方法,其是由RxAlO2·RxF(R可为Na、Mg、Zr、Sn等)复合盐制备Al、F、R掺杂钛酸锂纳米颗粒,得到可作为高安全性、可快速充放电、低温性能并且超长寿命的锂离子电池负极材料使用。为实现上述目的,本专利技术采用如下的技术方案:一种Al、F、R掺杂钛酸锂负极材料的制备方法,包括以下步骤:(1)配置醋酸锂的乙醇溶液,之后加入去离子水,并缓慢搅拌;(2)向步骤(1)得到的溶液中缓慢滴加钛酸四丁酯并继续搅拌,加入硝酸以抑制钛酸四丁酯的水解;(3)加入冰醋酸,剧烈搅拌后形成溶胶;( ...
【技术保护点】
1.一种Al、F、R掺杂钛酸锂负极材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)配置醋酸锂的乙醇溶液,之后加入去离子水,并缓慢搅拌;(2)向步骤(1)得到的溶液中缓慢滴加钛酸四丁酯并继续搅拌,加入硝酸;(3)加入冰醋酸,剧烈搅拌后形成溶胶;(4)向步骤(3)得到的溶胶中加入RxAlO2·RxF复合盐的乙醇溶液,静置得到凝胶;其中R为Na、Mg、Zr或Sn元素,x=0.25~1;(5)将步骤(4)得到的凝胶于60~80℃恒温6~12 h,得到前驱体;(6)将所述前驱体于300~400℃进行第一步煅烧,然后升温至900~1100℃进行第二步煅烧,两步煅烧时间共12小时,之后冷却至室温后研磨得到所述Al、F、R掺杂钛酸锂负极材料。
【技术特征摘要】
1.一种Al、F、R掺杂钛酸锂负极材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)配置醋酸锂的乙醇溶液,之后加入去离子水,并缓慢搅拌;(2)向步骤(1)得到的溶液中缓慢滴加钛酸四丁酯并继续搅拌,加入硝酸;(3)加入冰醋酸,剧烈搅拌后形成溶胶;(4)向步骤(3)得到的溶胶中加入RxAlO2·RxF复合盐的乙醇溶液,静置得到凝胶;其中R为Na、Mg、Zr或Sn元素,x=0.25~1;(5)将步骤(4)得到的凝胶于60~80℃恒温6~12h,得到前驱体;(6)将所述前驱体于300~400℃进行第一步煅烧,然后升温至900~1100℃进行第二步煅烧,两步煅烧时间共12小时,之后冷却至室温后研磨得到所述Al、F、R掺杂钛酸锂负极材料。2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述醋酸锂的乙醇溶液,浓度为0.25~1M。3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(2)中,所述醋酸锂与所述钛酸四丁酯摩尔比为0.80~0.85:1。4.根据权利要求1所述的方法,其特征...
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