一种多孔Li4Ti5O12空心球的超声雾化制备方法技术

本发明专利技术涉及一种多孔Li4Ti5O12空心球的超声雾化制备方法。该方法先将可溶性Li、Ti的化合物按(4～4.3):5 摩尔比溶于无水乙醇中得A溶液，将可溶性金属离子鳌合剤和含碳化合物溶于去离子水中得B溶液，将A溶液加入到搅拌状态下的B溶液中，继续搅拌1～3小时。然后利用超声雾化器将得到的混合溶液雾化成雾滴，在抽真空系统的辅助下将雾滴载入高温炉，使雾滴变成前驱体粉末，最后在空气或氧气的氛围中煅烧，得到多孔空心球形钛酸锂材料。本发明专利技术方法有效优化了钛酸锂负极材料的空间结构和粒径，有效地提升了Li4Ti5O12材料的大电流充放电性能与循环性能。同时具有简单的操作、高效率、低成本以及方便大量生产等特点。

【技术实现步骤摘要】
一种多孔Li4Ti5O12空心球的超声雾化制备方法
：本专利技术涉及一种多孔Li4Ti5O12空心球的超声雾化制备方法，属于锂离子电池材料制备
技术背景近年来，随着数码设备、电子仪表的小型化与高性能化，高能量密度且长循环寿命的锂离子电池日益受到重视。负极材料是锂离子电池的重要组成部分，对电池性能起着关键性的作用。尖晶石型钛酸锂是一种“零应变”材料,具有充放电电压稳定和对环境友好等优点,在锂离子脱/嵌过程中晶体结构能够保持高度的稳定性，可以有效避免锂枝晶的形成和电解液的分解，从根本上消除锂离子电池的安全隐患，被认为是最有希望的下一代锂离子电池负极材料。然而，钛酸锂本征电子电导率和离子电导率偏低，严重制约了其作为高功率负极材料在动力型锂离子电池中的应用。目前提高钛酸锂的高倍率充放电性能的主要途径有三种：制备纳米级钛酸锂、制备金属元素掺杂和碳包覆钛酸锂、制备多孔或中空结构的钛酸锂。制备金属元素掺杂和碳包覆钛酸锂主要采用高温固相法，采用高温固相法制备出来的钛酸锂材料大多数是微米级，并且颗粒分布不均匀，大电流充放电性能较差；制备多孔或中空结构的钛酸锂主要采用模板法，虽然多孔或中空结本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多孔Li4Ti5O12空心球的超声雾化制备方法，其特征在于：1）分别将可溶性Li、Ti的化合物按4～4.3:5摩尔比溶于无水乙醇中，充分搅拌0.5~1小时，得到A溶液;2）将可溶性金属离子鳌合剤和含碳化合物溶于去离子水中，充分搅拌10~30分钟，得到B溶液；3）将A溶液逐滴加入到搅拌状态下的B溶液中，搅拌1～3小时后得到用于雾化的前驱体混合溶液；4）用超声雾化制备系统将得到的前驱体混合溶液雾化成小雾滴，利用抽真空系统让小雾滴通过石英管式炉或刚玉管式炉，雾滴通过管式炉的速度为0.5～3cm/s，小雾滴干燥后成为前驱体粉末，用粉末收集器收集前驱液粉末，即球形前驱体粉末；5）收集到的球形钛酸锂前...

【技术特征摘要】
1.一种多孔Li4Ti5O12空心球的超声雾化制备方法，其特征在于：1）分别将可溶性Li、Ti的化合物按4～4.3:5摩尔比溶于无水乙醇中，充分搅拌0.5~1小时，得到A溶液;2）将可溶性金属离子鳌合剤和含碳化合物溶于去离子水中，充分搅拌10~30分钟，得到B溶液；3）将A溶液逐滴加入到搅拌状态下的B溶液中，搅拌1～3小时后得到用于雾化的前驱体混合溶液；4）用超声雾化制备系统将得到的前驱体混合溶液雾化成小雾滴，利用抽真空系统让小雾滴通过石英管式炉或刚玉管式炉，雾滴通过管式炉的速度为0.5～3cm/s，小雾滴干燥后成为前驱体粉末，用粉末收集器收集前驱液粉末，即球形前驱体粉末；5）收集到的球形钛酸锂前驱体粉末利用马弗炉进行煅烧或气氛炉与马弗炉分步中进行煅烧，得到本发明所述的多孔Li4Ti5O12空心球材料。2.根据权利要求1所述的一种多孔Li4Ti5O12空心球的超声雾化制备方法，其特征在于所述的可溶性Li化合物为碳酸锂、醋酸锂和硝酸锂中的一种。3.根据权利要求1所述的一种多孔Li4Ti5O12空心球的超声雾化制备方法，其特征在于所述的可溶性Ti化合物为钛酸异丙酯、钛酸异丁酯和硫酸氧钛中的一种。4.根据权利要求1所述的一种多孔Li4Ti5O12空心球的超声雾化制备方法，其特征在于所述的超声雾化器的震荡频率为1.7MHz或2.4MHz；所述的雾化器雾化量为0.2毫升/分钟~5毫升/分钟。5.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：林应斌，杨艳敏，王智胜，王颖峰，黄志高，
申请(专利权)人：福建师范大学，
类型：发明
国别省市：福建,35