一种适合工业化生产的纳米钛酸锂的制备方法技术

本发明专利技术提供一种适合工业化生产的锂离子电池负极材料纳米钛酸锂的制备方法。制备方法包括如下步骤：选用纳米级Ti1-xMxO2(M为Al、Mg、Ag、Zr、Na、K、Zn、或Ca；0≤x≤0.2)为钛源，按比例加入锂源、有机碳源，采用水为分散剂，经湿法球磨混合，采用喷雾干燥技术得到前驱体，经高温处理后得到掺杂型的纳米尖晶石钛酸锂材料。本发明专利技术的方法，原料廉价、工艺简单流程短、对环境友好、对设备要求低，适合于纳米钛酸锂材料的工业化生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种锂离子电池负极材料的制备，特别是涉及一种锂离子电池负极材料纳米钛酸锂的工业化制备方法。
技术介绍
随着锂离子电池在混合动力和纯电动车上的广泛应用，使人们对锂离子电极材料安全性、倍率性、使用寿命提出了更高的要求。锂离子电池负极材料钛酸锂(Li4Ti5O12)具有“零应变”的特性，电池充放电过程中Li+的嵌入和脱出对Li4Ti5O12材料的晶体结构影响很小，具有良好的循环性能。同时，与目前广泛使用的锂离子电池碳负极材料相比，Li4Ti5O12还具有嵌锂电位较高(1.55V Li+/Li)的特点，从而使Li4Ti5O12材料在充放电过程中不会析出锂枝晶(锂枝晶会刺穿隔膜造成电池内部短路，甚至产生爆炸)，具备良好的安全性能。由于Li4Ti5O12是半导体材料，其导电性较差，在大电流充放电下容量衰减较快、倍率性能存在不足。因此要将Li4Ti5O12应用到高安全、高功率、长寿命的动力型锂离子电池中，其倍率性能和大电流循环性能还有待进一步改善。目前，提高Li4Ti5O12电导率的途径主要包括元素掺杂、表面包覆碳或其他高电导物质、以及纳米化等方法。元素掺杂(CN200910107本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适合工业化生产的纳米钛酸锂的制备方法，其特征在于：该方法包含以下几个步骤：(1)选用纳米级Ti1‑xMxO2为钛源，其中，M为Al、Mg、Ag、Zr、Na、K、Zn、或Ca中的一种或几种，0≤x≤0.2；按比例向钛源中加入锂源、有机碳源，并加入水作为分散剂，经湿法球磨混合后，得到钛酸锂原料的混合浆料；(2)将步骤(1)所得浆料采用喷雾干燥法进行干燥，将干燥所得粉体置于气氛炉中，升温至700℃～900℃，保温2～16h，冷却得到钛酸锂半成品；(3)将步骤(2)所得钛酸锂半成品置于气氛炉中，升温至300℃～700℃，保温4～16h，冷却后得到纳米钛酸锂材料。

【技术特征摘要】
1.一种适合工业化生产的纳米钛酸锂的制备方法，其特征在于：该方法包含以下几个步骤：(1)选用纳米级Ti1-xMxO2为钛源，其中，M为Al、Mg、Ag、Zr、Na、K、Zn、或Ca中的一种或几种，0≤x≤0.2；按比例向钛源中加入锂源、有机碳源，并加入水作为分散剂，经湿法球磨混合后，得到钛酸锂原料的混合浆料；(2)将步骤(1)所得浆料采用喷雾干燥法进行干燥，将干燥所得粉体置于气氛炉中，升温至700℃～900℃，保温2～16h，冷却得到钛酸锂半成品；(3)将步骤(2)所得钛酸锂半成品置于气氛炉中，升温至300℃～700℃，保温4～16h，冷却后得到纳米钛酸锂材料。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中作为钛源的纳米级Ti1-xMxO2的晶体结构为锐钛型或无定型，平均粒径为10nm～100nm。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中原料锂源和钛源的配比比例为：Li:(Ti1-xMx)＝4：5(mol％)，所述有机碳源中碳元素的质量为合成的钛酸锂的0.1～5wt％。4.根据权利要求1或3所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述锂源为碳酸锂、氢氧化锂、醋酸锂中的一种或几种的混合。5.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘建红，王兴勤，王赛，高云，吴宁宁，
申请(专利权)人：中信国安盟固利动力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11