可调控粉体形貌的锂电材料制备方法及锂电材料技术

本公开涉及一种可调控粉体形貌的锂电材料制备方法，包括：按重量之比为(35～55):(45～65)的比例分别称取锂钛混合物和水，混匀，得预混合物；按锂钛混合物：分散助剂：疏松助剂的重量之比为40：(1～10)：(1～10)的比例分别称取分散助剂和疏松助剂、并加入预混合物中，混匀、研磨，得浆料；将浆料进行喷雾干燥、烧结，得目的锂电材料。本公开技术方案有效解决了传统锂电材料倍率性能差的技术问题，有效提高了锂电材料的倍率性能。电材料的倍率性能。电材料的倍率性能。

【技术实现步骤摘要】
可调控粉体形貌的锂电材料制备方法及锂电材料


[0001]本公开涉及锂离子电池
，尤其涉及一种可调控粉体形貌的锂电材料制备方法及锂电材料。

技术介绍

[0002]粉末的结构形貌特征包括粉末的形状、化学组成、内外表面积、体积和表面缺陷等，其组成一起决定了粉末的综合物理化学性能。目前，国内锂电材料微粒装载颗粒细度和粒径分布上可达国外锂电材料的水准，但是国内锂电材料微粒在形貌上的调控和国外锂电材料微粒在形貌上的调控存在明显区别。相关技术中，由于粉末粒子形貌的调控度差，使得锂电材料与电解液的实际浸润效果差强人意，使得锂电材料的倍率性能差。

技术实现思路

[0003]本公开提供了一种可调控粉体形貌的锂电材料制备方法及锂电材料，以解决传统锂电材料倍率性能差的技术问题。
[0004]为此，第一方面，本公开实施例提供了一种可调控粉体形貌的锂电材料制备方法，包括：
[0005]按重量之比为(35～55):(45～65)的比例分别称取锂钛混合物和水，混匀，得预混合物；
[0006]按锂钛混合物：分散助剂：疏松助剂的重量之比为40：(1～10)：(1～10)的比例分别称取分散助剂和疏松助剂、并加入预混合物中，混匀、研磨，得浆料；
[0007]将浆料进行喷雾干燥、烧结，得目的锂电材料。
[0008]在一种实施方式中，所述分散助剂为十六烷基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵或聚乙二醇中的一种或其组合。
[0009]在一种实施方式中，所述疏松助剂为柠檬酸、炭黑、乙二醇或葡萄糖中的一种或其组合。
[0010]在一种实施方式中，所述锂钛混合物：分散助剂：疏松助剂的重量之比为40：(1～3)：(7～9)。
[0011]在一种实施方式中，所述锂钛混合物包括锂源和钛源；其中，所述钛源和所述锂源的比值为0.98～1.12。
[0012]在一种实施方式中，所述混匀、研磨，得浆料的具体步骤包括：
[0013]将所述分散助剂和所述疏松助剂加入所述预混合物中，搅拌0.5～2h，得均匀预混合物；
[0014]将均匀预混合物在2500～4000r/min转速下球磨1～3h，得浆料。
[0015]在一种实施方式中，所述喷雾干燥的具体步骤包括：
[0016]控制浆料在进料速度为30～50mL/min、进风温度为275～285℃、出风温度为115～120℃的条件下进行喷雾干燥，得喷雾物料。
[0017]在一种实施方式中，所述烧结的具体步骤包括：
[0018]将喷雾物料于第一升温速率下升温至第二温度，烧结6～10h、关火保温1～3h、取出冷却至常温，得目的锂电材料。
[0019]在一种实施方式中，所述第一升温速率为8～12℃/min；和/或，
[0020]所述第二温度为700～800℃。
[0021]第二方面，本公开实施例还提供了一种锂电材料，采用如上所述的可调控粉体形貌的锂电材料制备方法制备而成。
[0022]本公开提供的技术方案与现有技术相比具有如下有益效果：
[0023]根据本公开实施例提供的一种可调控粉体形貌的锂电材料制备方法，包括：按重量之比为(35～55):(45～65)的比例分别称取锂钛混合物和水，混匀，得预混合物；按锂钛混合物：分散助剂：疏松助剂的重量之比为40：(1～10)：(1～10)的比例分别称取分散助剂和疏松助剂、并加入预混合物中，混匀、研磨，得浆料；将浆料进行喷雾干燥、烧结，得目的锂电材料。本公开通过优化锂电材料的制备方法，拟在制备锂电材料时加入一定比例的分散助剂和疏松助剂，以在制备浆料的过程中、喷雾干燥的过程中、以及烧结的过程中，实现对锂电材料的微观粉末的结构的调控，形成内部较为疏松多孔的类球形结构的锂电材料，如此，以提高锂电材料的倍率性能。
附图说明
[0024]为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。另外，在附图中，相同的部件使用相同的附图标记，且附图并未按照实际的比例绘制。
[0025]图1至图6为本公开实施例提供的在不同配比的分散助剂和疏松助剂下制备得到的锂电材料的电镜图。
具体实施方式
[0026]为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
[0027]本公开提供了一种可调控粉体形貌的锂电材料制备方法，包括：
[0028]按重量之比为(35～55):(45～65)的比例分别称取锂钛混合物和水，混匀，得预混合物；
[0029]按锂钛混合物：分散助剂：疏松助剂的重量之比为40：(1～10)：(1～10)的比例分别称取分散助剂和疏松助剂、并加入预混合物中，混匀、研磨，得浆料；
[0030]将浆料进行喷雾干燥、烧结，得目的锂电材料。
[0031]本实施例中，为实现锂电材料的制备，选择了基础材料锂钛混合物和水。具体地，该水优选为去离子水。为实现锂电材料粉体的形貌的控制，进一步选择了分散助剂和疏松助剂进行调控。其中，所述分散助剂可提高锂电材料粉末的球形度结构，所述疏松助剂可提
高锂电材料粉体内部的空隙、以使粉体内部更加疏松，使得粉体材料内部可形成疏松孔道，有利于金属离子扩散，有利于提高锂电材料的倍率性能。
[0032]在研磨过程中，分散助剂具有分散、润湿、稳定的效果。具体表现为：阻隔一级微粒生长基元间的无规则聚集；一级微粒表面的充分湿润，使一级微粒进行更倾向于类球形的均匀研磨；防止对一级微粒的过度球磨，破坏本省的微粒形体，因此有利于锂电材料粉末的类球形结构的调控；同时，基于分散助剂特有的理化性质，使得一级微粒可以在浆料体系中得到良好分散，减少了溶质往粉末颗粒晶面上的供给，从而降低了粉末微粒界面附近的过饱和度，使得粉末结构更趋向球形状。由于小分子疏松助剂良好的亲水性及粒子的布朗运动，可使疏松助剂进入一级微粒的内部、并在一级微粒的内部进行无序运动，以将一级微粒分隔形成多个形状不定的二级微粒，从而使得疏松助剂可以嵌入一级微粒内部，有利于提高一级微粒的疏松性能。
[0033]在喷雾干燥过程中，高温气体吹开浆料，在分散助剂和疏松助剂的作用下，混合着锂电材料的液体被吹开、并形成包裹含有固体微粒的雾状液珠，选择合适的温度，以减小雾状液珠包含的一级微粒的总表面势能，从而对锂电材料粉末的形貌进行控制。
[0034]在烧结的过程中，分散助剂和疏松助剂在高温的条件下挥发，使得原先与多个一级微粒连接的分散助剂的位置和与多个二级微粒连接的疏松助剂的位置被空出，从而形成类球形结构的一级微粒、并在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可调控粉体形貌的锂电材料制备方法，其特征在于，包括：按重量之比为(35～55):(45～65)的比例分别称取锂钛混合物和水，混匀，得预混合物；按锂钛混合物：分散助剂：疏松助剂的重量之比为40：(1～10)：(1～10)的比例分别称取分散助剂和疏松助剂、并加入预混合物中，混匀、研磨，得浆料；将浆料进行喷雾干燥、烧结，得目的锂电材料。2.根据权利要求1所述的可调控粉体形貌的锂电材料制备方法，其特征在于，所述分散助剂为十六烷基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵或聚乙二醇中的一种或其组合。3.根据权利要求1所述的可调控粉体形貌的锂电材料制备方法，其特征在于，所述疏松助剂为柠檬酸、炭黑、乙二醇或葡萄糖中的一种或其组合。4.根据权利要求2或3所述的可调控粉体形貌的锂电材料制备方法，其特征在于，所述锂钛混合物：分散助剂：疏松助剂的重量之比为40：(1～3)：(7～9)。5.根据权利要求2或3所述的可调控粉体形貌的锂电材料制备方法，其特征在于，所述锂钛混合物包括锂源和钛源；其中，所述钛源和所述锂源的比值为0.98～1.12。6.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨龙奎，王荣荣，刘喆，李倩倩，康宗维，
申请(专利权)人：银隆新能源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：