一种钛酸锂分级结构微球的制备方法及其应用技术

本发明专利技术公布了一种钛酸锂分级结构微球的制备方法及其应用。本发明专利技术通过水热法依次制备钛酸钠纳米线和钛酸钠分级结构微球，然后经酸交换得钛酸分级结构微球，再通过水热法制得超薄钛酸锂纳米片的分级结构微球。该方法简单，成本低廉，所制备的钛酸锂分级结构微球具有优秀的电化学性能，在高倍率下仍然具有较长的循环寿命，是优良的锂离子电池的电极材料。

Preparation method of lithium titanate hierarchical structure microsphere and its application

The invention discloses a preparation method of lithium titanate hierarchical structure microsphere and its application. The present invention by hydrothermal method in preparation of sodium titanate nanowires and hierarchical structure of sodium titanate microspheres, then by acid exchange through the hierarchical structure of titanate microspheres, ultra-thin lithium titanate nanosheets have the hierarchical structure of microspheres by hydrothermal method. This method is simple, low cost, preparation of lithium titanate microspheres prepared with hierarchical structure, excellent electrochemical performances and cycle life at high magnification is still long, is excellent electrode materials for lithium ion batteries.

【技术实现步骤摘要】
一种钛酸锂分级结构微球的制备方法及其应用
本专利技术涉及锂离子电池领域，具体涉及一种应用于高倍率和长循环寿命锂离子电池的分级结构钛酸锂负极材料的制备方法。
技术介绍
随着混合动力汽车和电动汽车的发展，人们对于动力锂离子电池的要求越来越高。然而，目前商业化的石墨负极很难达到混合动力汽车和电动汽车对于具有快速充放电和长循环寿命锂离子电池的需求。这主要是由于石墨材料的锂离子扩散系数低，难以实现快速充放电；而且其嵌锂的电势接近金属锂的电势，在过充时容易发生金属锂析出形成锂枝晶，从而存在安全问题，特别是在高倍率的快速充放电的状态下；此外，石墨负极在低于1V(vsLi/Li+)的时候容易形成热力学不稳定的SEI膜，从而存在安全问题。尖晶石的钛酸锂(Li4Ti5O12)由于具有“零应变”特征，能够实现混合动力汽车和电动汽车对快速充放电和长循环寿命锂离子电池的要求，被证明了是一种非常具有潜力的高倍率锂离子电池的负极材料。“零应变”的特征使得钛酸锂存在着良好的充放电可逆性和结构稳定性，而且，钛酸锂的充放电平台在1.55V(vsLi/Li+)附近，能够避免SEI膜的形成，从而提高电池的安全性能。然而，钛本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钛酸锂分级结构微球的制备方法，包括以下步骤：1)将二氧化钛P25分散于NaOH溶液中，将所得混合液在100～160℃下通过水热反应得到钛酸钠纳米线；2)将步骤1)制得的钛酸钠纳米线分散于NaOH溶液中，并滴加H2O2，将所得混合液在100～160℃下通过水热反应制得钛酸钠分级结构微球；3)将步骤2)制得的钛酸钠分级结构微球分散在HNO3水溶液中进行酸交换，每次静置交换12小时以上，重复该酸交换过程两次或更多次，离心洗涤制得钛酸分级结构微球；4)将步骤3)制得的钛酸分级结构微球分散于LiOH溶液中，将所得混合液在100～160℃下通过水热反应制得钛酸锂分级结构微球前驱体，将前驱体退火，得到钛...

【技术特征摘要】
1.一种钛酸锂分级结构微球的制备方法，包括以下步骤：1)将二氧化钛P25分散于NaOH溶液中，将所得混合液在100～160℃下通过水热反应得到钛酸钠纳米线；2)将步骤1)制得的钛酸钠纳米线分散于NaOH溶液中，并滴加H2O2，将所得混合液在100～160℃下通过水热反应制得钛酸钠分级结构微球；3)将步骤2)制得的钛酸钠分级结构微球分散在HNO3水溶液中进行酸交换，每次静置交换12小时以上，重复该酸交换过程两次或更多次，离心洗涤制得钛酸分级结构微球；4)将步骤3)制得的钛酸分级结构微球分散于LiOH溶液中，将所得混合液在100～160℃下通过水热反应制得钛酸锂分级结构微球前驱体，将前驱体退火，得到钛酸锂分级结构微球。2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中所用NaOH溶液的浓度为8～12mol/L。3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤1)中，二氧化钛P25分散于NaOH溶液中的浓度为0.25～0.4mol/L。4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤2)中所用NaO...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐东升，何逸仕，李琦，
申请(专利权)人：北京大学，
类型：发明
国别省市：北京,11