本发明专利技术公开了一种锂离子电池负极材料Li3Ti4CoCrO12及合成方法。合成过程中所用的原料，按质量份数计算，由80-84份二氧化钛、31-35份氢氧化锂、17.3-21.1份三氧化二铬、17-20.7份一氧化钴、400份去离子水组成，其合成过程即将二氧化钛与去离子水总量的一半混合均匀，然后将三氧化二铬和一氧化钴依次加入到其中，搅拌均匀后球磨，获得纳米尺寸的浆料，将氢氧化锂溶解在剩余一半去离子水中得氢氧化锂水溶液，将纳米尺寸的浆料、氢氧化锂水溶液混合，球磨，得到的前驱液喷雾干燥后经高温煅烧即得具有良好的循环稳定性、使用寿命长及良好的电化学性能的锂离子电池负极材料Li3Ti4CoCrO12。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种锂离子电池负极材料Li3Ti4CoCrO12及合成方法。合成过程中所用的原料，按质量份数计算，由80-84份二氧化钛、31-35份氢氧化锂、17.3-21.1份三氧化二铬、17-20.7份一氧化钴、400份去离子水组成，其合成过程即将二氧化钛与去离子水总量的一半混合均匀，然后将三氧化二铬和一氧化钴依次加入到其中，搅拌均匀后球磨，获得纳米尺寸的浆料，将氢氧化锂溶解在剩余一半去离子水中得氢氧化锂水溶液，将纳米尺寸的浆料、氢氧化锂水溶液混合，球磨，得到的前驱液喷雾干燥后经高温煅烧即得具有良好的循环稳定性、使用寿命长及良好的电化学性能的锂离子电池负极材料Li3Ti4CoCrO12。【专利说明】-种锂离子电池负极材料L i 3T i 4C〇Cr012
本专利技术涉及一种锂离子电池负极材料Li3Ti4C 〇Cr012，属于新能源材 料领域，在锂离子电池领域具有潜在应用前景。
技术介绍
能源和环境是人类在21世纪必须面对的两个严峻问题。一方面，随着经济的快速 发展，人类对于能源的需求也是越来越迫切，能源领域的危机日益严重。另一方面，由于人 类过度使用化石能源造成的全球性的环境污染和气候恶化进一步威胁着人类赖以生存的 家园。为了更好的应对环境污染以及能源枯竭带来的挑战，实现低碳社会就要求我们研究 开发出高效、安全、无污染和可循环再生的新能源体系。锂离子电池以其体积小、重量轻、无 污染等优点脱颖而出，越来越受到人们的关注，我国863计划中也将发展电动车列为重要 的发展方向。锂(离子）电池作为最新一代的化学电源，成为人们关注的焦点。 锂离子电池是1990年日本SONY公司研制出并开始实现商品化的一种高效储能 产品，与其他电池相比，锂离子电池的工作电压高、体积小、质量轻、比能量高、无记忆效应、 无污染、自放电小、循环寿命长。 加拿大研究者K. Zaghib在1996年第一次提出了选用钛酸锂作为负极材料与 高电压正极材料构成锂离子蓄电池（K. Zaghib, Solid state lithium ion batteries using carbon or an oxide as negative electrode, Proceedings of Lithium Polymer Batteries (ISBN 1 56677 167 6))，或者与碳电极组成电化学混合电容器。尖晶石型钛酸 锂的放电电压可达到1. 55V，同时钛酸锂具有Li+三维扩散通道，能够进行大倍率充放电，并 且在充放电过程当中材料的结构稳定不变。"零应变"的钛酸锂具有极佳的循环性能和安 全性能。但是，1^4115012的电子电导率低导致其在高倍率下电化学性能较差，而且在电池充 放电过程中会产生胀气问题严重的影响了电池的循环寿命，这些都限制了钛酸锂的实际应 用。 要想发挥钛酸锂材料的优异性能，必须解决现有钛酸锂负极材料中存在电子电导 率低，以及电池在充放电过程中存在胀气等问题，需要开发新型高性能钛酸盐体系的负极 材料来满足工业界的需要。
技术实现思路
本专利技术的目的为了解决现有的负极材料存在的电子电导率低、循环稳定性差等技 术问题，而提供一种锂离子电池负极材料Li3Ti4C〇Cr012，该锂离子电池负极 材料Li3Ti4C〇Cr012具有较高的比容量，较高的电子电导率，良好的循环稳定性和良好的电 化学性能。 本专利技术的技术原理 基于Li4Ti5012尖晶石结构，本专利技术中采用钴元素和铬元素来部分取代锂、钛元素，通过 纳米球磨和高温固相合成制备得到具有尖晶石结构的Li3Ti4C〇Cr0 12新型负极材料。该取代 过程设计如下： 【权利要求】1. 一种锂离子电池负极材料Li3Ti4C〇Cr0 12的合成方法，其特征在于其合成过程中使用 的原料，按质量份数计算，其所用的原料组成及含量如下： 二氧化钛 80-84份 氢氧化锂 31-35份 三氧化二铬 17. 3-21. 1份 一氧化钴 17-20. 7份 去离子水 400份 其合成方法具体包括如下步骤： (1 )、将80-84份二氧化钛加入到200份去离子水中，搅拌得到二氧化钛悬浮液； 然后将17. 3-21. 1份三氧化二铬和17-20. 7份一氧化钴依次加入到二氧化钛悬浮液 中，搅拌均匀后，所得的混合液倒入球磨机中球磨，控制颗粒D50的尺寸为270-330nm，得到 纳米尺寸的楽料； (2) 、将31-35份氢氧化锂溶解在200份去离子水中得到氢氧化锂水溶液，将所得氢氧 化锂水溶液加入到上述步骤（1)球磨机中的纳米尺寸的楽料中，继续球磨lh出料，得到灰 色浆料； (3) 、将步骤（2)所得的灰色浆料控制搅拌速度为120r/min，进风温度为160°C下进行 喷雾干燥，得到的前驱体粉料控制温度为750-950°C进行煅烧2h，即得锂离子电池负极材料 Li3Ti4CoCr012〇2. 如权利要求1中所述锂离子电池负极材料Li 3Ti4CoCr012的合成方法，其特征在于合 成过程中所用的原料，按质量份数计算，其所用的原料组成及含量如下： 二氧化钛 82份 氢氧化锂 33份 三氧化二铬 19. 2份 一氧化钴 19份 去离子水 400份 其合成过程步骤（1)中控制颗粒D50的尺寸为300nm，步骤（3)的煅烧温度为850°C。3. 如权利要求1中所述锂离子电池负极材料Li 3Ti4CoCr012的合成方法，其特征在于合 成过程中所用的原料，按质量份数计算，其所用的原料组成及含量如下： 二氧化钛 82份 氢氧化锂 33份 三氧化二铬 19. 2份 一氧化钴 19份 去离子水 400份 其合成过程步骤（1)中控制颗粒D50的尺寸为270nm，步骤（3)的煅烧温度为750°C。4. 如权利要求1中所述锂离子电池负极材料Li 3Ti4CoCr012的合成方法，其特征在于合 成过程中所用的原料，按质量份数计算，其所用的原料组成及含量如下： 二氧化钛 82份 氢氧化锂 33份 三氧化二铬 19. 2份 一氧化钴 19份 去离子水 400份 其合成过程步骤（1)中控制颗粒D50的尺寸为330nm，步骤（3)的煅烧温度为950°C。5. 如权利要求1中所述锂离子电池负极材料Li 3Ti4CoCr012的合成方法，其特征在于合 成过程中所用的原料，按质量份数计算，其所用的原料组成及含量如下： 二氧化钛 80份 氢氧化锂 35份 三氧化二铬 21. 1份 一氧化钴 17份 去离子水 400份 其合成过程步骤（1)中控制颗粒D50的尺寸为270nm，步骤（3)的煅烧温度为850°C。6. 如权利要求1中所述锂离子电池负极材料Li 3Ti4CoCr012的合成方法，其特征在于合 成过程中所用的原料，按质量份数计算，其所用的原料组成及含量如下： 二氧化钛 80份 氢氧化锂 35份 三氧化二铬 21. 1份 一氧化钴 17份 去离子水 400份 其合成过程步骤（1)中控制颗粒D50的尺寸为330nm，步骤（3)的煅烧温度为750°C。7. 如权利要求1中所述锂离子电池负极材料Li 3Ti本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种锂离子电池负极材料Li3Ti4CoCrO12的合成方法，其特征在于其合成过程中使用的原料，按质量份数计算，其所用的原料组成及含量如下：二氧化钛 80‑84份氢氧化锂 31‑35份三氧化二铬 17.3‑21.1份一氧化钴 17‑20.7份去离子水 400份其合成方法具体包括如下步骤：（1）、将80‑84份二氧化钛加入到200份去离子水中，搅拌得到二氧化钛悬浮液； 然后将17.3‑21.1份三氧化二铬和17‑20.7份一氧化钴依次加入到二氧化钛悬浮液中，搅拌均匀后，所得的混合液倒入球磨机中球磨，控制颗粒D50的尺寸为270‑330nm，得到纳米尺寸的浆料；（2）、将31‑35份氢氧化锂溶解在200份去离子水中得到氢氧化锂水 溶液，将所得氢氧化锂水溶液加入到上述步骤（1）球磨机中的纳米尺寸的浆料中，继续球磨1h出料，得到灰色浆料；（3）、将步骤（2）所得的灰色浆料控制搅拌速度为120r/min，进风温度为160℃下进行喷雾干燥，得到的前驱体粉料控制温度为750‑950℃进行煅烧2h，即得锂离子电池负极材料 Li3Ti4CoCrO12。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：常程康，郭倩，邓玲，蔡元元，王永强，陈茜，
申请(专利权)人：上海应用技术学院，
类型：发明
国别省市：上海;31
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