钛酸锂材料及其制备方法、负极极片及锂离子电池技术

本申请公开了一种钛酸锂材料及其制备方法、负极极片及锂离子电池，涉及锂离子电池领域。制备方法包括以下步骤：提供预混料，所述预混料包括钛源、锂源和水；将所述预混料进行球磨，得到D99小于2.5μm的浆料；将所述浆料进行喷雾干燥，得到D99为19～30μm的粉料；对所述粉料进行一次烧结，得到比表面积为5～12m2/g的钛酸锂材料。通过对球磨、喷雾干燥以及烧结工序时的粒径逐步进行控制，使得只需一次烧结即可制得具有较高克容量的钛酸锂材料，满足锂离子电池的需求；本制备方法步骤简单、耗时短、能耗少，在确保钛酸锂材料电性能的情况下，有效降低了生产成本和生产时间。效降低了生产成本和生产时间。效降低了生产成本和生产时间。

【技术实现步骤摘要】
钛酸锂材料及其制备方法、负极极片及锂离子电池


[0001]本申请涉及锂离子电池领域，尤其涉及一种钛酸锂材料及其制备方法、负极极片及锂离子电池。

技术介绍

[0002]锂离子电池是一种二次电池(充电电池)，包括正极、负极以及隔膜，它主要依靠锂离子在正极和负极之间往复移动来工作。钛酸锂Li4Ti5O
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材料是一种“零应变”材料，其充放电前后的体积变化率极小，材料的循环性能出色，且具有优异的电化学性能和安全性能，因此，被广泛用作锂离子电池的负极材料。
[0003]目前，钛酸锂材料通常采用高温固相法实现工业化生产，即通过高温长时间反应形成钛酸锂，但这种方式不仅需要长时间的高温烧结，耗能高，而且制得的钛酸锂材料的电化学性能相对较差。

技术实现思路

[0004]鉴于此，本申请提供一种钛酸锂材料及其制备方法、负极极片及锂离子电池，旨在提供一种耗时短且适用于工业化生产的钛酸锂材料制备方法。
[0005]本申请实施例是这样实现的：
[0006]第一方面，本申请提供一种钛酸锂材料的制备方法，包括以下步骤：
[0007]提供预混料，所述预混料包括钛源、锂源和水；
[0008]将所述预混料进行球磨，得到D99小于2.5μm的浆料；
[0009]将所述浆料进行喷雾干燥，得到D99为19～30μm的粉料；
[0010]对所述粉料进行一次烧结，得到比表面积为5～12m2/g的钛酸锂材料。
[0011]可选的，在本申请的一些实施例中，将所述预混料进行球磨，得到D99小于2.5μm的浆料的步骤中，所述球磨的时间为0.5～3h。
[0012]可选的，在本申请的一些实施例中，将所述预混料进行球磨，得到D99小于2.5μm的浆料的步骤中，所述浆料的D99为1～2μm；和/或，
[0013]所述球磨的时间为2～3h。
[0014]可选的，在本申请的一些实施例中，将所述浆料进行喷雾干燥，得到D99为19～30μm的粉料的步骤中，所述喷雾干燥的条件为：
[0015]进风温度为220～360℃；和/或，
[0016]出风温度为85～120℃。
[0017]可选的，在本申请的一些实施例中，将所述浆料进行喷雾干燥，得到D99为19～30μm的粉料的步骤中，所述粉料的D99为20～25μm。
[0018]可选的，在本申请的一些实施例中，对所述粉料进行一次烧结，得到比表面积为5～12m/g的钛酸锂材料的步骤包括：
[0019]以第一升温速率升温至第一温度，对所述粉料恒温烧结第一时间后，以第二升温
速率升温至第二温度，恒温烧结第二时间；
[0020]其中，所述第一温度为550～700℃；和/或，
[0021]所述第一时间为1～3h；和/或，
[0022]所述第一升温速率为10～14℃/min；和/或，
[0023]所述第二温度为700～850℃；和/或，
[0024]所述第二时间为1～3h；和/或，
[0025]所述第二升温速率为10～14℃/min。
[0026]可选的，在本申请的一些实施例中，所述第一升温速率为12～13℃/min和/或，
[0027]所述第二升温速率为12～13℃/min。
[0028]可选的，在本申请的一些实施例中，对所述粉料进行一次烧结的步骤之后，还包括：对一次烧结产物过200～400目筛。
[0029]第二方面，本申请提出一种钛酸锂材料，由上文所述的制备方法制得。
[0030]可选的，在本申请的一些实施例中，所述钛酸锂材料为一次粒子；和/或，
[0031]所述钛酸锂材料的克容量大于等于165mAh/g。
[0032]第三方面，本申请提出一种负极极片，包括钛酸锂材料，所述钛酸锂材料由上文所述的制备方法制得，或者，所述钛酸锂材料包括上文所述的钛酸锂材料。
[0033]第四方面，本申请提出一种锂离子电池，包括上文所述的负极极片。
[0034]本申请提供的制备方法中，通过对球磨、喷雾干燥以及烧结工序时的粒径逐步进行控制，使得只需一次烧结即可制得具有较高克容量的钛酸锂材料，满足锂离子电池的需求；本制备方法步骤简单、耗时短、能耗少，在确保钛酸锂材料电性能的情况下，有效降低了生产成本和生产时间。
附图说明
[0035]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0036]图1是本申请实施例提出的一种钛酸锂材料的制备方法的流程示意图；
[0037]图2是本申请实施例1中制备的粉料的SEM图；
[0038]图3是本申请实施例1中制备的钛酸锂材料的SEM图；
[0039]图4是本申请对比例2制备的钛酸锂材料的SEM图。
具体实施方式
[0040]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域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它实施例，都属于本申请保护的范围。此外，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本申请，并不用于限制本申请。
[0041]在本申请中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上”和“下”具体为附图
中的图面方向。另外，在本申请说明书的描述中，术语“包括”是指“包括但不限于”。
[0042]本申请的各种实施例可以以一个范围的形式存在；应当理解，以一范围形式的描述仅仅是因为方便及简洁，不应理解为对本申请范围的硬性限制；因此，应当认为所述的范围描述已经具体公开所有可能的子范围以及该范围内的单一数值。例如，应当认为从1到6的范围描述已经具体公开子范围，例如从1到3，从1到4，从1到5，从2到4，从2到6，从3到6等，以及所述范围内的单一数字，例如1、2、3、4、5及6，此不管范围为何皆适用。另外，每当在本文中指出数值范围，是指包括所指范围内的任何引用的数字(分数或整数)。
[0043]在本申请中，“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B的情况。其中A，B可以是单数或者复数。
[0044]在本申请中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“至少一种”、“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，“a,b,或c中的至少一项(个)”，或，“a,b,和c中的至少一项(个)”，均可以表示：a,b,c,a
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b(即a和b),a
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c,b
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c,或a本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钛酸锂材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：提供预混料，所述预混料包括钛源、锂源和水；将所述预混料进行球磨，得到D99小于2.5μm的浆料；将所述浆料进行喷雾干燥，得到D99为19～30μm的粉料；对所述粉料进行一次烧结，得到比表面积为5～12m2/g的钛酸锂材料。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，将所述预混料进行球磨，得到D99小于2.5μm的浆料的步骤中，所述球磨的时间为0.5～3h。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，将所述预混料进行球磨，得到D99小于2.5μm的浆料的步骤中，所述浆料的D99为1～2μm；和/或，所述球磨的时间为2～3h。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，将所述浆料进行喷雾干燥，得到D99为19～30μm的粉料的步骤中，所述喷雾干燥的条件为：进风温度为220～360℃；和/或，出风温度为85～120℃。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，将所述浆料进行喷雾干燥，得到D99为19～30μm的粉料的步骤中，所述粉料的D99为20～25μm。6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，对所述粉料进行一次烧结，得到比表面积为5～12m/g的钛酸锂材料的步骤包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：游志江，康宗维，李倩倩，李永虎，邢红霞，
申请(专利权)人：格力钛新能源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：