钛酸锂负极材料及其制备方法技术

本发明专利技术属于储能材料技术领域，特别涉及一种钛酸锂负极材料，包括核结构和壳结构，所述核结构为二次颗粒结构，且其中包括具有多孔结构的主导电网络以及填充于所述多孔主导电网络孔结构中的纳米钛酸锂一次颗粒；所述主导电网络与所述纳米钛酸锂一次颗粒之间，分布有辅导电网络，所述辅导电网络将所述主导电网络与所述纳米钛酸锂一次颗粒紧密连接在一起，从而确保该钛酸锂负极材料具有优良的电化学性能。

Lithium titanate anode material and preparation method thereof

The invention belongs to the technical field of energy storage materials, in particular relates to a lithium titanate anode material, including nuclear structure and nuclear shell structure, the structure is two times the particle structure, which includes a lithium titanate nano particles dominate the electrical network with porous structure and filled in the porous conductive network structure in the main hole between the main electric network; and the nano lithium titanate a particle, the distribution of counseling electric network, the electric network will be the main guidance of conductive network and the nano lithium titanate primary particles are tightly connected together, so as to ensure that the cathode material lithium titanate has excellent electrochemical performance.

【技术实现步骤摘要】
钛酸锂负极材料及其制备方法
本专利技术属于储能材料
，特别涉及一种钛酸锂负极材料及其制备方法。
技术介绍
锂离子电池以其快速充放电、低温性能好、比能量大、自放电率小、体积小、重量轻等优势，自其诞生以来，便给储能领域带来了革命性的变化，被广泛应用于各种便携式电子设备和电动汽车中。然而随着人们生活水平的提高，更高的用户体验对锂离子电池提出了更高的要求：更加快速的充放电(比如5C甚至10C)、更广阔的温度范围(比如零下三十摄氏度)内使用等；为了解决上述问题必须寻找新的性能更加优异的电极材料。目前商业化的锂离子电池负极材料主要为石墨，但因其充放电速度慢(一般充放电速度在1C以内)，且低温性能较差(使用温度一般在-10℃以上)，已不能满足用户的迫切需求；因此，更高充放电速度、更宽温度范围内使用的负极材料的开发迫在眉睫。作为锂离子电池负极材料，钛酸锂一直备受关注：其充放电速度可以在10C以上，且-30℃时仍然能够发挥出较为理想的容量，因此是新一代快充负极材料的最优选择之一。但是由于钛酸锂材料颗粒本身导电性能差、组装成电池后电池的内阻较大，且在充放电过程中，容易产生气体从而影响电池的使用，限本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钛酸锂负极材料，包括核结构和壳结构，其特征在于，所述核结构为二次颗粒结构，且其中包括具有多孔结构的主导电网络以及填充于所述主导电网络的孔结构中的纳米钛酸锂一次颗粒；所述主导电网络与所述纳米钛酸锂一次颗粒之间分布有辅导电网络，所述辅导电网络将所述主导电网络与所述纳米钛酸锂一次颗粒紧密连接在一起。

【技术特征摘要】
1.一种钛酸锂负极材料，包括核结构和壳结构，其特征在于，所述核结构为二次颗粒结构，且其中包括具有多孔结构的主导电网络以及填充于所述主导电网络的孔结构中的纳米钛酸锂一次颗粒；所述主导电网络与所述纳米钛酸锂一次颗粒之间分布有辅导电网络，所述辅导电网络将所述主导电网络与所述纳米钛酸锂一次颗粒紧密连接在一起。2.一种权利要求1所述的钛酸锂负极材料，其特征在于，所述主导电网络为多孔无定型碳网络结构、多孔硬碳网络结构、开口石墨烯结构、开口膨胀石墨结构、蠕虫状石墨烯结构中的至少一种；所述辅导电网络由高分子材料碳化得到，所述辅导电网络质量为所述钛酸锂一次颗粒质量的0.5％～10％。3.一种权利要求2所述的钛酸锂负极材料，其特征在于，所述高分子材料由高分子单体原位聚合而得到。4.一种权利要求1所述的钛酸锂负极材料，其特征在于，所述辅导电网络中，还包括导电炭黑、超级导电碳、科琴黑、碳纳米管、石墨烯、乙炔黑中的至少一种；所述一次颗粒还包括非纳米钛酸锂负极颗粒；所述非纳米钛酸锂负极颗粒为天然石墨、人造石墨、中间相碳微球、软碳、硬碳、石油焦、碳纤维、热解树脂碳、硅基负极材料、锡基负极材料、过渡金属氮化物、锡基合金、锗基合金、铝基合金、锑基合金、镁基合金中的至少一种。5.一种权利要求1所述的钛酸锂负极材料的制备方法，其特征在于，主要包括如下步骤：步骤1，前驱体制备：将一次颗粒、聚合物单体混合后捏合，得到聚合物单体均匀的分散于纳米一次颗粒表面的前驱体；步骤2，主导电网络结构制备：制备得到具有多孔结构的主导电网络结构待用；步骤3，填充：将步骤1制得的前驱体填充进入主导电网络结构中；步骤4，聚合反应：将步骤3的产物，置于引发剂存在的环境中，促使分散于一次颗粒表面的高分子单体聚合，得到高分子聚合物；步骤5，将步骤4的产物进行包覆、碳化即得到成品钛酸锂负极材料。6.一种权利要求5所述的钛酸锂负极材料的制备方法，其特征在于，步骤1所述聚合物单体包括丙烯酸酯类、甲基丙烯酸酯类、苯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯腈、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、二乙烯基苯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸甲酯、N,N-二甲基丙烯酰胺、N-丙烯酰吗啉、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、正丙烯酸己酯、2-丙烯酸环己酯、丙烯酸十二酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛方会，杨玉洁，
申请(专利权)人：广东烛光新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44