[发明专利]一种钛酸锂电池负极材料二氧化钛及其制备方法

说明书

本发明公开了一种钛酸锂电池负极材料二氧化钛及其制备方法，属于化工产品制备技术领域。本发明所要解决的技术问题是提供一种成本低、工艺简单的钛酸锂电池负极材料二氧化钛的制备方法，使二氧化钛具有比表面积高、杂质含量低等优点，并且可进一步使由该二氧化钛制备成的钛酸锂电池具有工作电压高、比能量高、循环寿命长、自放电率低等优点。该方法包括以下步骤：钛渣和钛矿经酸解、熟化、浸取，得钛液A，热过滤，清钛液浓缩后，得钛液B，加入晶种，进行水解，得水解偏钛酸，然后依次经水洗、漂白、漂洗、洗涤，再经分级、压滤、闪蒸、粉碎，得钛酸锂电池负极材料二氧化钛。

技术领域

本发明属于化工产品制备技术领域，具体涉及一种钛酸锂电池负极材料二氧化钛及其制备方法。

背景技术

汽车工业是国民经济的支柱产业，它与人们的生活息息相关，已成为现代社会必不可少的组成部分。但是，以石油为燃料的传统的汽车工业，在为人们提供快捷、舒适的交通工具的同时，增加了国民经济对化石能源的依赖，加深了能源生产与消费之间的矛盾。传统汽车工业面临石油短缺、环境污染两大难题，随着资源与环境双重压力的持续增大，研究新能源汽车已成为未来汽车工业研究的方向各国竞相研发的目标和追求。

新能源汽车关键技术包括电池技术、电机技术、电控技术。其中电池技术显得尤为重要。新能源汽车电池包括铅酸蓄电池、镍氢电池、锂离子电池、燃料电池、太阳能电池、其他动力电池。在这几类电池中锂离子电池又具有超高安全性、工作电压高、比能量高、循环寿命长、自放电率低、无记忆性、对环境无污染、能制造成任意形状等其他电池无法比拟的优势。

目前常用的钛酸锂电池负极材料主要由石墨碳和Si。石墨碳具有导电性能好，结晶度高，具有良好层状结构，适合锂的脱嵌，充放电比容量高的优势，但其充放电体积膨胀大，易燃，安全性较差，且不适合大电流充放电，循环性能差。Si是半导体材料，自身电导率较低，在电化学循环过程中，会使材料体积发生较大程度的膨胀和收缩，使材料逐渐粉化，结构坍塌，最终导致电极活性物质与集流体脱落，丧失电接触，导致电池循环性能大大降低。

因此，目前急需一种性能更优异的钛酸锂电池负极材料，以满足钛酸锂电池领域的发展。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种成本低、工艺简单的钛酸锂电池负极材料二氧化钛的制备方法，其制备所得二氧化钛具有比表面积高、杂质含量低等优点，并且可进一步使由该二氧化钛制备成的钛酸锂电池具有工作电压高、比能量高、循环寿命长、自放电率低等优点。

本发明解决上述技术问题所采用的技术手段是提供了一种钛酸锂电池负极材料二氧化钛的制备方法，该方法包括以下步骤：

a、钛渣和钛矿分别经酸解、熟化、浸取，混合得钛液A；

b、将钛液A过滤，得清钛液，清钛液浓缩后，得钛液B；

c、将钛液B与晶种混合，进行水解，得水解偏钛酸A；

d、步骤c所得水解偏钛酸A经水洗后，加水，再加入Ti³⁺和硫酸，依次经漂白、漂洗，得漂洗合格的偏钛酸B；

e、向步骤d所得漂洗合格的偏钛酸B中加水，再加入氨水，进行洗涤，得偏钛酸C；

f、偏钛酸C经分级、压滤、闪蒸、粉碎，得钛酸锂电池负极材料二氧化钛。

其中，上述所述的钛酸锂电池负极材料二氧化钛的制备方法中，步骤a中，所述钛渣和钛矿的质量比为1.5～2.5：1。

其中，上述所述的钛酸锂电池负极材料二氧化钛的制备方法中，步骤a中，将钛渣和钛矿独立酸解，钛渣用质量浓度为96.5％～98.3％的硫酸进行酸解，硫酸与钛渣的质量比为1.65～1.75：1，钛矿用质量浓度为91.5％～93％硫酸进行酸解，硫酸与钛矿的质量比为1.45～1.55：1。