钛酸锂硅基复合负极材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种钛酸锂硅基复合负极材料及其制备方法，该制备方法包括以下步骤：以偏钛酸和氢氧化钠为原料，依序经碱溶、水洗、酸溶和除杂，生成正钛酸溶液；将正钛酸溶液与锂盐投入水中、经球磨混合形成均匀的第一浆料，将所述第一浆料依序进行干燥和高温煅烧后得到钛酸锂材料；将钛酸锂材料与硅粉加入分散介质中、经球磨混合形成均匀的第二浆料，将所述第二浆料进行喷雾二次造粒，制备出钛酸锂硅基复合负极材料。本发明专利技术流程简单、易于操作，适于大规模制备。通过本发明专利技术制备的钛酸锂硅基复合负极材料，具有振实密度高、性能优越、长循环的特点。

【技术实现步骤摘要】
钛酸锂硅基复合负极材料及其制备方法
本专利技术属于钛酸锂电池
，具体来说涉及一种长循环高容量的钛酸锂硅基复合负极材料及其制备方法。
技术介绍
碳负极材料具有嵌锂电位低、导电性良好的特性，是一种应用非常广泛的锂离子电池负极材料。然而，随着国家对于锂电池性能要求的不断提高，石墨的不足也逐渐显露出来，其克容量低、循环次数较多时层状结构易剥离脱落等缺陷限制了锂电池比能量和性能的进一步提升。钛酸锂(LTO)是一种不导电的白色晶体，其具有锂离子的三维扩散通道，在充放电过程中，尖晶石立方结构的Li4Ti5O12经过嵌锂，转变成岩盐相的Li7Ti5O12，是一个动力学高度可逆的过程，单位晶胞体积仅变化0.3％，被称为“零应变材料”，因此钛酸锂电池的循环寿命可以达到万次以上，是传统锂离子电池的5～10倍。钛酸锂的嵌锂电位为1.55V(Vs.Li+/Li)，避免了过低电位下锂枝晶的析出，降低了电池内部短路的风险，具有极高的安全性。但是，钛酸锂存在克容量低的问题，阻碍了其在全电池中能量密度。传统制备钛酸锂的方法通过高温固相反应实现硅与碳复合，利用碳材料缓冲硅材料在循环过程中的体积变化，以改善硅材料的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钛酸锂硅基复合负极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：以偏钛酸和氢氧化钠为原料，依序经碱溶、水洗、酸溶和除杂，生成正钛酸；S2：将正钛酸与锂盐投入水中、经球磨混合形成均匀的第一浆料，将所述第一浆料依序进行干燥和高温煅烧后得到钛酸锂材料；S3：将钛酸锂材料与硅粉加入分散介质中、经球磨混合形成均匀的第二浆料，将所述第二浆料进行喷雾二次造粒，制备出钛酸锂硅基复合负极材料。

【技术特征摘要】
1.一种钛酸锂硅基复合负极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：以偏钛酸和氢氧化钠为原料，依序经碱溶、水洗、酸溶和除杂，生成正钛酸；S2：将正钛酸与锂盐投入水中、经球磨混合形成均匀的第一浆料，将所述第一浆料依序进行干燥和高温煅烧后得到钛酸锂材料；S3：将钛酸锂材料与硅粉加入分散介质中、经球磨混合形成均匀的第二浆料，将所述第二浆料进行喷雾二次造粒，制备出钛酸锂硅基复合负极材料。2.如权利要求1所述钛酸锂硅基复合负极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S1包括如下步骤：S11碱溶：将氢氧化钠与偏钛酸反应，生成正钛酸钠溶液；S12水洗：用去离子水对S11所得正钛酸钠溶液进行多级洗涤、正钛酸钠与去离子水发生水解反应生成正钛酸水解浆液；S13调酸：以盐酸将S12所得正钛酸水解浆液的PH值调节至1～6；S14除杂：用水对S13所得正钛酸水解浆液的进行洗涤，并以硝酸银溶液检测正钛酸水解浆液中的氯离子，在硝酸银溶液无法检测到氯离子时，将正钛酸水解浆液进行抽滤和干燥处理、得到纯净的正钛酸。3.如权利要求2所述钛酸锂硅基复合负极材料的制备方法，其特征在于步骤S11中：所述氢氧化钠与偏钛酸的反应温度为80～120℃，反应时长为1～5小时，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘萍，
申请(专利权)人：上海昱瓴新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31