[发明专利]一种提升钛酸锂电导率的方法及钛酸锂

说明书

技术领域

本发明涉及锂离子电池纳米材料技术领域，特别涉及一种提升钛酸锂电导率的方法及钛酸锂。

背景技术

Li₄Ti₅O₁₂因较碳材料负极具有高度安全性和稳定性，成为了安全型锂离子电池负极中广受关注的备选材料。作为负极材料，Li₄Ti₅O₁₂具有稳定的放电电压平台(1.55V vs Li⁺/Li)且充放电过程中体积几乎不发生任何变化，具有“零应变”特性，因此具有非常好的循环性能。

但Li₄Ti₅O₁₂电子电导率低，大倍率充放电性能差。为提高Li₄Ti₅O₁₂的电导率和电化学性能，现有技术中主要是通过颗粒纳米化、元素掺杂、引入导电相三种方法来增大电导率以提高大电流充放电性能。采用碳包覆对Li₄Ti₅O₁₂进行碳复合改性，已被应用于工业生产当中；但是，合成的C/Li₄Ti₅O₁₂样品电化学性能并不理想，难以达到高倍率动力电池领域的使用需求。

发明内容

本发明提供一种提升钛酸锂电导率的方法，达到粉末颗粒尺寸小，形貌均一，颗粒规整度高，具有较高的比容量和循环寿命的效果，可用于高倍率动力电池领域。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种提升钛酸锂电导率的方法，包括：

制备碳包覆TiO₂；

将所述碳包覆TiO₂和Li₂CO₃分散在无水乙醇中球磨混合；

将球磨后的混合料进行装料干燥，在惰性气体气氛下高温热处理，得到Li₄Ti₅O₁₂/C复合材料；

其中，所述高温热处理的处理条件为800℃，保持12h。

进一步地，所述制备碳包覆TiO₂包括：

将TiO₂纳米粉和葡萄糖溶于乙醇中，室温搅拌；

在集热搅拌容器中，快速升温搅拌蒸干溶剂得到干燥混合物；

将所述干燥混合物以2～8℃/min升温到至少500℃，并在惰性气体气氛下锻烧，得到碳包覆TiO₂。

进一步地，在所述集热搅拌容器中，蒸干溶剂过程温度保持在100℃。

进一步地，所述干燥混合物在惰性气体气氛下煅烧至少3小时。

进一步地，所述葡萄糖可以用果糖或淀粉或多巴胺或氨基葡萄糖替代。

进一步地，所述TiO₂纳米粉采用金红石二氧化钛或者锐钛矿型二氧化钛。

进一步地，所述Li₂CO₃可以用醋酸锂或乳酸锂或氢氧化锂或硝酸锂替代。

进一步地，所述惰性气体采用氮气或者氩气。

进一步地，所述TiO2纳米粉与Li₂CO₃的物质的量比为4.1∶5

一种采用所述的提升钛酸锂电导率的方法制备得到的钛酸锂材料。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本申请实施例中提供的提升钛酸锂电导率的方法，通过进行前驱体碳预先包覆二氧化钛，并配合加工工艺调整Li₄Ti₅O₁₂/C样品电化学性能，改善其电化学性能；具体来说，通过碳预先包覆二氧化钛作为后期合成的配料，再与碳酸锂材料配合反应生产，过程中配合粉磨工艺，高温煅烧使得所得的碳包覆Li4Ti5O12粉末颗粒尺寸小，形貌均一，颗粒规整度高，具有较高的比容量和循环寿命，可用于高倍率动力电池领域。

附图说明

图1为本发明实施例提供的碳预包覆法和传统包覆法制得样品的XRD图；

图2为本发明实施例提供的碳预包覆法处理钛酸锂样品的SEM图；

图3为本发明实施例提供的传统包覆法钛处理酸锂样品的SEM图；

图4为本发明实施例提供的未处理的钛酸锂样品的SEM图；