制备钛酸锂的方法及制备钛酸锂的设备技术

本发明专利技术公开一种制备钛酸锂的方法及制备钛酸锂的设备。制备钛酸锂的方法包括如下步骤：原料混合：利用气流输送和混合摩尔比为0.80‑0.85:1的钛源和锂源，得到混合粉末；高温煅烧；湿法球磨；喷雾干燥；高温烧结。制备钛酸锂的设备包括送料通道、气流通道和混合室，送料通道与混合室相连，气流通道喷出的气流流向送料通道，用于利用气流输送锂源和钛源。本发明专利技术的制备钛酸锂的方法，使得钛源和锂源的混合效果更好，混合效率更高。本发明专利技术的制备钛酸锂的设备，通过送料通道和气流通道的配合，利用气流输送锂源和钛源，在输送锂源和钛源的时候，使得锂源和钛源混合更加充分，混合效率更高。

Method for preparing lithium titanate and equipment for preparing lithium titanate

【技术实现步骤摘要】
制备钛酸锂的方法及制备钛酸锂的设备
本专利技术涉及电化学电池电极原料
，尤其涉及一种制备钛酸锂的方法及制备钛酸锂的设备。
技术介绍
随着能源的紧缺，传统的能源体系逐渐阻碍着经济社会的发展，清洁、安全、可再生的绿色能源越来越变得重要。为适应经济社会的发展，作为储能设备的传统铅酸电池、镍铬电池因能量密度较低、环境污染等问题，已很难满足市场的需求。随着科学技术的进步，特别是电子、通讯、航天、汽车等工业的飞速发展，对高比能量、高比功率、长寿命、无污染的新型化学能源的需求越来越迫切。其中，新一代的锂离子电池得到了市场的广泛好评，尤其是钛酸锂电池。钛酸锂制备方法主要包括高温固相法和液相法，固相法是锂源和钛源进行充分混合，在烧结炉中高温煅烧后合成钛酸锂。与液相法相比，固相法具有原材料价格低廉，工艺要求简单，易于大规模生产，便于生产管理等特点。现有的一种制备钛酸锂的方法包括如下步骤：“(1)原料混合：按照Li和Ti的摩尔比为Li：Ti＝0.80-0.85:1的比例分别称取锂源和钛源，以去离子水为介质，搅拌均匀，得到浆料；(2)喷雾干燥：将步骤(1)得到胶料进行喷雾干燥，得到均匀混合的粉末；(3)高温煅烧······”。现有技术的固相法制备钛酸锂材料时存在原料混合搅拌时间以及喷雾干燥时间较长的问题，效率较低。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种制备钛酸锂的方法及制备钛酸锂的设备，以解决原料混合搅拌时间以及喷雾干燥时间较长，效率较低的问题。为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种制备钛酸锂的方法，包括如下步骤：原料混合：利用气流输送和混合摩尔比为0.80-0.85:1的钛源和锂源，得到混合粉末；高温煅烧：将步骤原料混合中得到的到混合粉末进行高温煅烧，得到钛酸锂粉末；湿法球磨：将步骤高温煅烧中得到的钛酸锂粉末与水混合，并进行球磨得到钛酸锂浆料；喷雾干燥：将步骤湿法球磨中得到的钛酸锂浆料进行喷雾干燥得到微米级钛酸锂粉末；高温烧结：将步骤喷雾干燥中得到的微米级钛酸锂粉末烧结得到钛酸锂材料。优选地，步骤原料混合中：所述气流的压力为0.1-0.3Mpa。优选地，步骤原料混合中：钛源中钛的重量百分比为30-50％wt，所述锂源中锂的重量百分比为40-60％wt。优选地，步骤高温煅烧中：所述高温煅烧的温度为700-875度。优选地，步骤高温烧结中：所述高温烧结的温度为750-850度。为达到上述目的，本专利技术还采用以下技术方案：一种制备钛酸锂的设备，用于上述任一项所述的制备钛酸锂方法的所述原料混合步骤，包括送料通道、气流通道和混合室，所述送料通道与所述混合室相连，所述气流通道喷出的气流流向所述送料通道，用于利用气流输送锂源和钛源。优选地，还包括加料口，所述加料口与所述送料通道相连，所述加料口用于加所述钛源或锂源。优选地，还包括集粉器，所述集粉器与所述混合室相连，所述集粉器用于收集在混合室中混合后的所述钛源和锂源的混合物。优选地，还包括除尘器，所述除尘器与所述混合室相连，所述除尘器用于清洁所述混合室的内腔。优选地，所述除尘器设置成利用气流对所述混合室的内腔进行清洁。优选地，所述气流通道上设置有开关元件，所述开关元件用于控制所述气流通道。优选地，所述送料通道包括两个，所述气流通道包括两个，其中一个所述送料通道和一个所述气流通道配合，用于利用气流输送所述锂源，另一个所述送料通道和另一个所述气流通道配合，用于利用气流输送所述钛源。本专利技术的制备钛酸锂的方法，通过气流输送和混合钛源和锂源，使得所述钛源和锂源的混合效果更好，混合效率更高，避免在原料混合的时候采用水混合，增加干燥钛源和锂源混合物的步骤，进而使得本专利技术的制备钛酸锂的方法更加简单，效率更快。本专利技术的制备钛酸锂的设备，通过送料通道和气流通道的配合，利用气流输送锂源和钛源，在输送锂源和钛源的时候，使得所述锂源和钛源混合更加充分，混合效率更高。附图说明通过以下参照附图对本专利技术实施例的描述，本专利技术的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚。图1是本专利技术具体实施方式中制备钛酸锂的设备的结构示意图；图2是本专利技术具体实施方式中实施例一制得的钛酸锂的扫描电镜(SEM)图；图3是本专利技术具体实施方式中实施例一制得的钛酸锂的能谱(EDS)图；图4是本专利技术具体实施方式中实施例一制得的钛酸锂的半电能循环曲线图。图中：1、送料通道；2、混合室；3、加料口；4、集粉器；5、除尘器。具体实施方式以下基于实施例对本专利技术进行描述，但是本专利技术并不仅仅限于这些实施例。在下文对本专利技术的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。除非上下文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本专利技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。本专利技术还提供一种制备钛酸锂的方法，包括如下步骤：原料混合：利用气流输送和混合摩尔比为0.80-0.85:1的钛源和锂源，得到混合粉末；高温煅烧：将步骤原料混合中得到的到混合粉末进行高温煅烧，得到钛酸锂粉末；湿法球磨：将步骤高温煅烧中得到的钛酸锂粉末与水混合，并进行球磨得到钛酸锂浆料；喷雾干燥：将步骤湿法球磨中得到的钛酸锂浆料进行喷雾干燥得到微米级钛酸锂粉末；高温烧结：将步骤喷雾干燥中得到的微米级钛酸锂粉末烧结得到钛酸锂材料。其中，在步骤原料混合中：钛源和锂源的摩尔比为0.80-0.85:1，如0.80:1、0.82:1、0.83:1、0.84:1、0.85:1。所述气流的压力为0.1-0.3Mpa，如0.1Mpa、0.15Mpa、0.2Mpa、0.25Mpa、0.3Mpa。钛源中钛的重量百分比为30-50％wt，如31％wt、33％wt、43％wt、47％wt、50％wt。所述锂源中锂的重量百分比为40-60％wt，如40％wt、46％wt、53％wt、59％wt。所述钛源例如可以是锐钛矿TiO2，所述锂源例如可以是LiOH·H2O、Li2CO3、LiNO3中一种或多种。在步骤高温煅烧中：所述高温煅烧的温度为700-875度，如710度、740度、790度、810度、825度、850度、870度。高温煅烧的时间为3-5h，如3h、4h、5h。在步骤高温烧结中：所述高温烧结的温度为750-850度，如755度、765度、790度、810度、825度、850度。高温烧结的时间为1-2h，如1h、1.5h、1.9h。本专利技术的制备钛酸锂的方法还包括如下步骤：筛分：利用旋振筛筛分步骤高温烧结后得到的钛酸锂材料。优选地，所述旋振筛的目数为200-400目，如210目、250目、290目、330目、380目、400目。参照图1所示，本专利技术还提供一种制备钛酸锂的设备，用于上述制备钛酸锂方法的所述原料混合步骤。所述制备钛酸锂的设备包括送料通道1、气流通道和混合室2，如图1所示，所述送料通道1与所述混合室2相连，所述气流通道喷出的气流流向所述送料通道1，用于利用气流输送锂源和钛本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制备钛酸锂的方法，其特征在于，包括如下步骤：原料混合：利用气流输送和混合摩尔比为0.80‑0.85:1的钛源和锂源，得到混合粉末；高温煅烧：将步骤原料混合中得到的到混合粉末进行高温煅烧，得到钛酸锂粉末；湿法球磨：将步骤高温煅烧中得到的钛酸锂粉末与水混合，并进行球磨得到钛酸锂浆料；喷雾干燥：将步骤湿法球磨中得到的钛酸锂浆料进行喷雾干燥得到微米级钛酸锂粉末；高温烧结：将步骤喷雾干燥中得到的微米级钛酸锂粉末烧结得到钛酸锂材料。

【技术特征摘要】
1.一种制备钛酸锂的方法，其特征在于，包括如下步骤：原料混合：利用气流输送和混合摩尔比为0.80-0.85:1的钛源和锂源，得到混合粉末；高温煅烧：将步骤原料混合中得到的到混合粉末进行高温煅烧，得到钛酸锂粉末；湿法球磨：将步骤高温煅烧中得到的钛酸锂粉末与水混合，并进行球磨得到钛酸锂浆料；喷雾干燥：将步骤湿法球磨中得到的钛酸锂浆料进行喷雾干燥得到微米级钛酸锂粉末；高温烧结：将步骤喷雾干燥中得到的微米级钛酸锂粉末烧结得到钛酸锂材料。2.根据权利要求1所述的制备钛酸锂的方法，其特征在于，步骤原料混合中：所述气流的压力为0.1-0.3Mpa。3.根据权利要求1所述的制备钛酸锂的方法，其特征在于，步骤原料混合中：钛源中钛的重量百分比为30-50％wt，所述锂源中锂的重量百分比为40-60％wt。4.根据权利要求1所述的制备钛酸锂的方法，其特征在于，步骤高温煅烧中：所述高温煅烧的温度为700-875度。5.根据权利要求1所述的制备钛酸锂的方法，其特征在于，步骤高温烧结中：所述高温烧结的温度为750-850度。6.一种制备钛酸锂的设备，用于权利要求1-5任一项所述的制备钛酸锂方法的所述原料混合步骤，其特征在于，包...

【专利技术属性】
技术研发人员：董阳阳，郭阔杰，赵晓磊，李敏，成信刚，
申请(专利权)人：北方奥钛纳米技术有限公司，银隆新能源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：河北,13