[发明专利]一种生产用于锂离子电池应用的高性能钛酸锂阳极材料的方法

摘要

生产用于锂离子电池应用的钛酸锂阳极材料的方法，该方法包括以下步骤：a)以5:4的化学计量比将作为钛前体的具有60‑80％锐钛矿和20‑40％金红石的TiO2混合相与作为锂前体的Li2CO3混合，并且添加2至5％的硬脂酸作为过程控制剂以及碳前体；b)在水平碾磨单元中磨制，其中球与粉末的比率为10:1‑12:1，以250‑500rpm持续0.5‑2小时；c)将磨制重复40至48次；d)在0.5‑1吨的压力下将磨制的粉末造粒成30‑35mm直径；e)在惰性气氛下在700‑900℃的温度进行退火，持续2‑12小时的时段；和f)将所得退火复合粉末研磨成细粉。所得粉末在充电‑放电、循环稳定性和倍率性能方面显示出优异的电化学性能。

主权项

1.一种生产用于制造锂离子电池阳极的高性能纳米尺寸钛酸锂粉末的方法，使用水平碾磨，该方法包括以下步骤：a)以5:4的化学计量比将作为钛前体的具有60‑80％锐钛矿和20‑40％金红石的TiO₂混合相与作为锂前体的Li₂CO₃混合，具有5重量％的额外碳酸锂以补偿热处理期间的锂损失；b)向上述混合物中添加2至5％的硬脂酸，该硬脂酸充当过程控制剂以及碳前体；c)在水平碾磨单元中磨制，维持球与粉末的比率为10:1‑12:1，速度为250‑500rpm，持续0.5‑2小时；d)用步骤c)中提到的参数重复磨制过程持续40至48次的时段，以增加和降低速度的方式持续0.5至2小时的时段；e)在磨制完成时从水平碾磨单元中排出磨制粉末并将它们以干燥形式储存用于退火；f)使用30‑35mm压模以0.5‑1吨的压力使用液压机将磨制粉末造粒，以确保适当的颗粒间接触，更好的热传递，从而使整个退火过程均匀；g)在管式炉中在氩气惰性气氛下将磨制和造粒的复合物粉末退火，保持在700‑900℃的温度，加热速率为10℃/分钟，持续2‑12小时的时段；和h)将退火后的粒料研磨成细粉，并在半电池/全电池构造中验证其作为锂离子电池应用的阳极材料的功效。