【技术实现步骤摘要】
锂离子电池负极活性材料Li2ZnTi3O8的制备方法
:本专利技术属于锂离子电池领域,具体涉及一种可充电锂离子电池负极活性材料Li2ZnTi3O8的制备方法。
技术介绍
:随着智能手机、平板电脑等电子类消费品朝着大尺寸屏幕的发展,对可充电电池的续航能力要求越来越高。自1990年日本索尼公司首次将锂离子电池商业化以来,锂离子电池由于具有高输出电压,高能量密度,长使用寿命、环境友好及无记忆效应等优点广泛应用于各类便携式电子设备中。此外,锂离子电池还可以应用于纯电动汽车、混合动力汽车、大规模储能系统、航空航天等众多领域。对已商业化的锂离子电池来说,负极材料大多采用石墨类碳材料,但是在多次充放电(脱嵌锂)过程中会在其表面析出非常活泼的金属锂,形成“枝晶锂”,随着枝晶锂的定向生长,会将隔膜刺透引发短路,使电池燃烧或爆炸的可能性大大增加。因此,为了解决锂离子电池安全性问题,各种具有高安全型及具有优良的电化学性能的新负极活性材料成为研究的重点。到目前为止,负极材料的研究与开发主要目标是朝着具有高安全性和高比容量方向发展。在已知的多种材料中,Sn基和Si基类材料以及单元或二元金属氧化物由于具备高的理论比容量成为很好的负极候选材料,但是在Li+往复脱嵌过程中,材料的体积伸缩变化较大,多次收缩膨胀后会使晶体结构发生扭曲等不良后果,导致电极材料出现粉化现象,使其与集流体脱离,不利于电子的传输,从而使材料的循环稳定性降低,实际获得的充放电容量逐渐减小。此外,钛基材料具有结构稳定及循环稳定性好等优点使其成为很有竞争力的负极材料。其中,尖晶石型Li4Ti5O12负极材料充放电平台电压 ...
【技术保护点】
锂离子电池负极活性材料Li2ZnTi3O8的制备方法,其特征在于,所需原料:钛源,所述钛源为钛酸四丁酯C16H36O4Ti、异丙醇钛中的任何一种;碳酸锂Li2CO3;醋酸锌Zn(CH3COO)2·2H2O;络合剂,所述络合剂为柠檬酸、草酸、水杨酸中的任何一种;过程如下:步骤一:按照锂原子、锌原子、钛原子的摩尔比2:1:3称取原料;选用分析纯醋酸锌,溶解于有机溶剂中,搅拌均匀形成透明的混合液体,称为溶液A;步骤二:接着向溶液A中加入柠檬酸固体,不断搅拌形成白色絮状沉淀物,磁力搅拌0.5‑1h,柠檬酸与溶液中的阳离子总和的摩尔比控制在:柠檬酸/总阳离子=1.0‑1.5之间,此混合物称为B;步骤三:接着向B中加入碳酸锂,搅拌0.5‑1h,再逐滴加入钛源,磁力搅拌1‑2h,得到淡黄色的透明的液体混合物,称为溶液C,继续搅拌0.5‑1h;步骤四:将溶液C在70‑80℃油浴中搅拌至形成透明的湿凝胶状物质;步骤五:将步骤四中获得的湿凝胶状物质放至80‑100℃鼓风干燥箱中干燥12‑24h;步骤六:将步骤五中烘干后的混合物在玛瑙研钵中研磨成淡黄色的细粉末;步骤七:空气气氛下,将步骤六中研磨的固态粉末混 ...
【技术特征摘要】
1.锂离子电池负极活性材料Li2ZnTi3O8的制备方法,其特征在于,所需原料:钛源,所述钛源为钛酸四丁酯C16H36O4Ti;碳酸锂Li2CO3;醋酸锌Zn(CH3COO)2·2H2O;络合剂,所述络合剂为柠檬酸;过程如下:步骤一:按照锂原子、锌原子、钛原子的摩尔比2:1:3称取原料;选用分析纯醋酸锌,溶解于有机溶剂中,搅拌均匀形成透明的混合液体,称为溶液A;步骤二:接着向溶液A中加入柠檬酸固体,不断搅拌形成白色絮状沉淀物,继续将生成的沉淀物磁力搅拌0.5-1h,柠檬酸与醋酸锌和碳酸锂中的Zn2+和Li+总和的摩尔比控制在:柠檬酸/(Zn2+和Li+)=1.0-1.5之间,此混合物称为B;步骤三:接着向B中加入碳酸锂,搅拌0.5-1h,再逐滴加入钛源,磁力搅拌1-2h,得到淡黄色的透明的液体混合物,称为溶液C,继续搅拌0.5-1h;步骤四:将溶液C在70-80℃油浴中搅拌至形成透明的湿凝胶状物质;步骤五:将步骤四中获得的湿凝胶状物质放至80-100℃鼓风干燥箱中干燥12-24h;步骤六:将步骤五中烘干后的混合物在玛瑙研钵中研磨成淡黄色的细粉末;步骤七:空气气氛下,将步骤六中研磨的固态粉末混合物放入马弗炉中750-850℃煅烧3-5h,研磨后得到白色的最终产物。2.锂离子电池负极活性材料Li2ZnTi3O8的制备方法,其特征在于,所需原料:钛酸四丁酯C16H36O4Ti,碳酸锂Li2CO3,醋酸锌Zn(CH3COO)2·2H2O,柠檬酸;过程如下:步骤一:按照锂原子、锌原子、钛原子的摩尔比2:1:3称取原料;选用分析纯醋酸锌,溶解于无水乙醇溶剂中,搅拌均匀形成透明的混合液体,称为溶液A;步骤二:接着向溶液A中加入柠檬酸固体,不断搅拌形成白色絮状沉淀物,继续将生成的沉淀物磁力搅拌0.5-1h,柠檬酸与醋酸锌和碳酸锂中的Zn2+和Li+总和的摩尔比控制在:柠檬酸/(Zn2+和Li+)=1.0-1.5之间,此混合物称为B;步骤三:接着向B中加入碳酸锂,搅拌0.5-1h,再逐滴加入钛酸四丁酯C16H36O4Ti...
【专利技术属性】
技术研发人员:唐致远,唐好庆,罗加严,
申请(专利权)人:天津大学,
类型:发明
国别省市:天津;12
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