一种商业化尖晶石型钛酸锂的改性方法及其所得物技术

本发明专利技术涉及锂离子电池电极材料技术领域，特别是涉及一种商业化尖晶石型钛酸锂的改性方法及其所得物；本发明专利技术在研究商业化尖晶石型钛酸锂的基础上对其进行超声处理；该方法工艺简单，通过超声处理使材料的颗粒得以细化、粒径分布趋于均一、材料的分散性更好，进而大大提高了材料的电化学性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电池材料
，特别是涉及一种商业化尖晶石型钛酸锂的改性方法及其所得物。
技术介绍
目前商业化的锂离子电池负极材料大多采用各种碳材料，但碳脱嵌锂的电位与金属锂的标准电极电位很接近，电池过充时金属锂很容易析出形成锂枝晶，从而引发安全隐患。另外，碳材料的倍率性能差，不适合大电流充放电。作为一种极具应用前景的锂离子电池负极材料，尖晶石型钛酸锂理论比容量为 175mAh g—1，具有在充放电过程中材料结构骨架不发生变化的“零应变”特性；尖晶石型钛酸锂相对于锂电极的电位为1.55V (Li/Li+)，放电电压平稳，嵌锂电位高不易引起金属锂的析出，且不与电解液反应，具有优异的循环性能和安全稳定性。另外，尖晶石型钛酸锂的充放电库仑效率接近100%，材料来源广，绿色环保，因此该材料受到了广泛关注。目前，商业化尖晶石型钛酸锂的合成方法主要有高温固相法和溶胶凝胶法等。高温固相法具有规模化生产的优势，但高温固相法合成尖晶石型钛酸锂烧结温度高、烧结时间长，制备出来的材料粒径大、分布不均勻，且材料很容易发生团聚。而大颗粒不利于锂离子的快速脱嵌，材料倍率性能差；粒径分布不均勻、团聚现象的存在不利于材料容量的发挥。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术的目的之一在于，提供了一种商业化尖晶石型钛酸锂的改性方法；本专利技术的目的之二在于，提供了用所述改性方法得到的颗粒细化、材料粒径分布趋于均一，同时材料的分散性更好，电化学性能大大提高了的改性尖晶石型钛酸锂。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下一种商业化尖晶石型钛酸锂的改性方法先将不同型号的商业化尖晶石型钛酸锂盛于含有分散剂的容器中置于产生超声波的仪器中，于200 300W的功率下超声处理 20 60min ；再将超声处理的物质于60 100°C下干燥2 6h，即得到所述改性尖晶石型钛酸锂。较佳地，所述分散剂为水或乙醇。较佳地，所述分散剂为水、乙醇按体积比为1 1的混合物。用所述方法改性而得到的改性尖晶石型钛酸锂。在上述技术方案中，商业化的尖晶石型钛酸锂为深圳市天骄科技开发有限公司、 湖南杉杉新材料有限公司和深圳贝特瑞纳米科技有限公司。商业化的尖晶石型钛酸锂一般都是由高温固相制得，但这种方法制备的材料颗粒较大、粒径分布不均勻，且材料分散性差团聚现象严重，这些都会恶化材料的电化学性能。本专利技术将购买于不同厂家的商业化尖晶石型钛酸锂进行超声分散处理，其专利技术原理是超声分散处理可以使材料的颗粒得以细化、粒径分布趋于均一，且材料的分散性更好，进而可以大大改善材料的电化学性能。将本专利技术得到的改性商业化尖晶石型钛酸锂应用于锂离子电池上具有放电比容量高，循环和倍率性能好的特点，说明此种方法改性的尖晶石型钛酸锂有利于锂离子的脱嵌，是一种良好的锂离子电池负极材料；本专利技术在研究商业化尖晶石型钛酸锂的基础上对其进行超声处理，不仅方法工艺简单、使用设备简单、成本低、绿色环保；而且所得的改性尖晶石型钛酸锂材料的颗粒细化、材料粒径分布趋于均一，分散性更好，材料的电化学性能的也大大提高了。附图说明图1为本专利技术和商业化尖晶石型钛酸锂(比较例)在IC下的循环性能比较图。具体实施方式实施例1一种改性尖晶石型钛酸锂，通过如下改性方法得到(1)先将深圳市天骄科技开发有限公司的尖晶石型钛酸锂盛于含有水的容器I 中，然后置于产生超声波的仪器I中，于200W的功率下超声处理60min ；(2)将步骤(1)中超声处理的物质于100°C下干燥他，即得到最终需要的改性尖晶石型钛酸锂。实施例2一种改性尖晶石型钛酸锂，通过如下改性方法而得到(1)先将湖南杉杉新材料有限公司的尖晶石型钛酸锂(含碳)盛于含有乙醇的容器I中，然后置于产生超声波的仪器I中，于220W的功率下超声处理20min ；(2)将步骤(1)中超声处理的物质于60°C下干燥4h，即得到最终需要的改性尖晶石型钛酸锂。实施例3一种改性尖晶石型钛酸锂，通过如下改性方法而得到(1)先将深圳贝特瑞纳米科技有限公司的尖晶石型钛酸锂(不含碳)盛于含有水的容器I中，然后置于产生超声波的仪器I中，于MOW的功率下超声处理30min ；(2)将步骤(1)中超声处理的物质于100°C下干燥他，即得到最终需要的改性尖晶石型钛酸锂。实施例4一种改性尖晶石型钛酸锂，通过如下改性方法而得到(1)先将深圳贝特瑞纳米科技有限公司的尖晶石型钛酸锂(含碳)盛于含有乙醇的容器I中，然后置于产生超声波的仪器I中，于^OW的功率下超声处理30min ；(2)将步骤(1)中超声处理的物质于60°C下干燥3h，即得到最终需要的改性尖晶石型钛酸锂。实施例5一种改性尖晶石型钛酸锂，通过如下改性方法而得到(1)先将深圳贝特瑞纳米科技有限公司的尖晶石型钛酸锂(不含碳)盛于含有体积比为1 1的乙醇和水的混合液的容器I中，然后置于产生超声波的仪器I中，于^ow 的功率下超声处理40min ；(2)将步骤(1)中超声处理的物质于80°C下干燥3h，即得到最终需要的改性尖晶石型钛酸锂。以上所述仅是本专利技术的五个实施例，应予理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术的原理的前提下，还可以对本专利技术作出若干修改和改进，所以，凡依据本专利技术专利申请范围所述的方法、特征和原理所做的等效变化或者改进，例如选取其他厂家的商业化的尖晶石型钛酸锂，或者分散剂为其他体积比例的的乙醇和水的混合液等， 这些特征同样属于本专利技术专利申请保护的范围。由图1可以看出，实施例中改进的的商业化的尖晶石型钛酸锂和同一型号的未改性的商业化的尖晶石型钛酸锂在IC下的首次充电比容量分别为154. 9和147. ImAh 循环100次时的容量保持率分别为99. 2%和96. 0%，改性材料的充电比容量有所提高，循环性能得以改善。因此，本专利技术不仅工艺简单，而且制得的尖晶石型钛酸锂的电化学性能明显优于商业化的未改性的尖晶石型钛酸锂。权利要求1.一种商业化尖晶石型钛酸锂的改性方法，其特征在于，具体为先将不同型号的商业化尖晶石型钛酸锂盛于含有分散剂的容器中，然后置于产生超声波的仪器中，于200 300W的功率下超声处理20 60min ；再将超声处理的物质于60 100°C下干燥2 6h，即得到所述改性尖晶石型钛酸锂。2.根据权利要求1所述的改性方法，其特征在于，所述分散剂为水或乙醇。3.根据权利要求1所述的改性方法，其特征在于，所述分散剂为水、乙醇按体积比为 1 1的混合物。4.用权利要求1-3所述方法而得到的改性尖晶石型钛酸锂。全文摘要本专利技术涉及锂离子电池电极材料
，特别是涉及一种商业化尖晶石型钛酸锂的改性方法及其所得物；本专利技术在研究商业化尖晶石型钛酸锂的基础上对其进行超声处理；该方法工艺简单，通过超声处理使材料的颗粒得以细化、粒径分布趋于均一、材料的分散性更好，进而大大提高了材料的电化学性能。文档编号C01G23/00GK102491409SQ20111035812公开日2012年6月13日 申请日期2011年11月11日 优先权日2011年11月11日专利技术者刘 东, 唐致远, 张新河, 李中延, 王利娟, 王浩, 罗永莉, 马莉 申请人:东莞市迈科新能源有限公司, 东莞市迈科科技有限公司, 东莞市迈科锂离子电池工业节能技术研究院本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王利娟，李中延，唐致远，罗永莉，张新河，马莉，刘东，王浩，
申请(专利权)人：东莞市迈科科技有限公司，东莞市迈科锂离子电池工业节能技术研究院，东莞市迈科新能源有限公司，
类型：发明
国别省市：