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鈦酸鋰活性材料的制備方法、鈦酸鋰活性材料及電池

497   編輯:中冶有色技術(shù)網(wǎng)   來源:格力鈦新能源股份有限公司  
2023-12-06 15:33:18
權(quán)利要求書: 1.一種鈦酸鋰活性材料的制備方法,其特征在于,包括:將鋰源與鈦源加入水進行攪拌,攪拌后進行研磨得到漿料;

將所述漿料將進行干燥,得到粉末;

將所述粉末進行焙燒;

將焙燒后的粉末進行冷卻后篩分,得到鈦酸鋰活性材料;

其中,所述鋰源中的鋰與所述鈦源中的鈦的摩爾比為1:1.7?1.8。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈦酸鋰活性材料的制備方法,其特征在于,所述鋰源與所述鈦源的混合攪拌轉(zhuǎn)速為1500r/min?3500r/min,攪拌時間為2h?4h;研磨時采用球磨機,所述球磨機的轉(zhuǎn)速為3000r/m?4000r/m,球磨時間為1h?3h。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈦酸鋰活性材料的制備方法,其特征在于,干燥時采用的噴霧

3 3

干燥,干燥的溫度為100℃?220℃,噴霧的流量為5m/h?10m/h。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈦酸鋰活性材料的制備方法,其特征在于,焙燒溫度為600℃?

900℃,時間為180min?360min;焙燒初期的升溫速度按照8℃/min?12℃/min升溫至焙燒溫度。

5.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鈦酸鋰活性材料的制備方法,其特征在于,焙燒后且經(jīng)過冷卻的粉末篩分后的粒徑為1μm?5μm。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈦酸鋰活性材料的制備方法,所述鋰源為碳酸鋰、氫氧化鋰、氯化鋰、硫酸鋰和硝酸鋰中的一種或多種;所述鈦源為金紅石型二氧化鈦和銳鈦礦型二氧化鈦中的一種或兩種。

7.一種鈦酸鋰活性材料,其特征在于,由權(quán)利要求1?6任一項所述的鈦酸鋰活性材料的制備方法制備而成。

8.一種電池,其特征在于,包括正極極片、負(fù)極極片、隔膜和電解液,所述負(fù)極極片包括負(fù)極集流體和涂覆至所述負(fù)極集流體的負(fù)極活性材料層,所述負(fù)極活性材料層包括導(dǎo)電劑、聚偏二氟乙烯以及如權(quán)利要求7所述的鈦酸鋰活性材料,所述鈦酸鋰活性材料、所述導(dǎo)電劑以及所述聚偏二氟乙烯的質(zhì)量比為95?96:2?2.5:2?2.5。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電池,其特征在于,所述正極極片包括正極集流體和設(shè)置在正極集流體上的正極活性材料層,所述正極活性材料包括鎳鈷錳酸鋰、鎳鈷鋁酸鋰、鈷酸鋰、錳酸鋰中的任意一種。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電池,其特征在于,所述隔膜包括聚烯烴隔膜基體和涂覆在所述聚烯烴隔膜基體一面上的陶瓷涂層。

說明書: 鈦酸鋰活性材料的制備方法、鈦酸鋰活性材料及電池技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本申請涉及電池技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種鈦酸鋰活性材料的制備方法、鈦酸鋰活性材料及電池。背景技術(shù)[0002] 鈦酸鋰電池安全性能好,循環(huán)壽命長,具有穩(wěn)定的充放電平臺,且具有極好的耐高溫和低溫性能。同時其在高溫低溫的惡劣環(huán)境中仍能正常工作,并可進行大倍率充放電。[0003] 然而鈦酸鋰電池的不足之處為能量密度較低,鈦酸鋰材料壓實密度較低,且鈦酸鋰材料本身制造成本高,隨著原材料碳酸鋰的市場價格高漲,從而使得鈦酸鋰的價格也翻了一番。鈦酸鋰電池的能量密度及成本短板成為電池技術(shù)發(fā)展的主要制約因素。發(fā)明內(nèi)容[0004] 本申請的目的在于提供一種鈦酸鋰活性材料的制備方法、鈦酸鋰活性材料及電池,該鈦酸鋰活性材料可以降低生產(chǎn)成本,同時提高了鈦酸鋰活性材料的壓實密度,提高了電池的平臺電壓和能量密度。[0005] 為此,第一方面,本申請實施例提供了一種鈦酸鋰活性材料的制備方法,包括以下步驟:將鋰源與鈦源加入水進行攪拌,攪拌后進行研磨得到漿料;將所述漿料進行干燥,得到粉末;將所述粉末進行焙燒;將焙燒后的粉末進行冷卻后篩分,得到鈦酸鋰活性材料;其中,所述鋰源中的鋰與所述鈦源中的鈦的摩爾比為1:1.7?1.8。[0006] 在一種可能的實現(xiàn)方式中,所述鋰源與所述鈦源的混合攪拌轉(zhuǎn)速為1500r/min?3500r/min,攪拌時間為2h?4h;研磨時采用球磨機,所述球磨機的轉(zhuǎn)速為3000r/m?4000r/m,球磨時間為1h?3h。

[0007] 在一種可能的實現(xiàn)方式中,干燥時采用的噴霧干燥,干燥的溫度為100℃?220℃,3 3

噴霧的流量為5m/h?10m/h。

[0008] 在一種可能的實現(xiàn)方式中,焙燒溫度為600℃?900℃,時間為180min?360min;焙燒初期的升溫速度按照8℃/min?12℃/min升溫至焙燒溫度。[0009] 在一種可能的實現(xiàn)方式中,焙燒后且經(jīng)過冷卻的粉末篩分后的粒徑為1μm?5μm。[0010] 在一種可能的實現(xiàn)方式中,所述鋰源為碳酸鋰、氫氧化鋰、氯化鋰、硫酸鋰和硝酸鋰中的一種或多種;所述鈦源為金紅石型二氧化鈦和銳鈦礦型二氧化鈦中的一種或兩種。[0011] 第二方面,本申請實施例提供了一種鈦酸鋰活性材料,由上述任一項所述的鈦酸鋰活性材料的制備方法所制備而成。[0012] 第三方面,本申請實施例提供了一種電池,包括正極極片、負(fù)極極片、隔膜和電解液,所述負(fù)極極片包括負(fù)極集流體和涂覆至所述負(fù)極集流體的負(fù)極活性材料層,所述負(fù)極活性材料層包括導(dǎo)電劑、聚偏二氟乙烯以及如上述所述的鈦酸鋰活性材料,所述鈦酸鋰活性材料、所述導(dǎo)電劑以及所述聚偏二氟乙烯的質(zhì)量比為95?96:2?2.5:2?2.5。[0013] 在一種可能的實現(xiàn)方式中,所述正極極片包括正極集流體和設(shè)置在正極集流體上的正極活性材料層,所述正極活性材料包括鎳鈷錳酸鋰、鎳鈷鋁酸鋰、鈷酸鋰、錳酸鋰中的任意一種。[0014] 在一種可能的實現(xiàn)方式中,所述隔膜包括聚烯烴隔膜基體和涂覆在所述聚烯烴隔膜基體一面上的陶瓷涂層。[0015] 根據(jù)本申請實施例提供的鈦酸鋰活性材料的制備方法、鈦酸鋰活性材料及電池,其中,鈦酸鋰活性材料的制備方法包括以下步驟:將鋰源與鈦源加入水進行攪拌,攪拌后進行研磨得到漿料;將漿料進行干燥,得到粉末;將粉末進行焙燒;將焙燒后的粉末進行冷卻后篩分,得到鈦酸鋰活性材料;其中,鋰源中的鋰與鈦源中的鈦的摩爾比為1:1.7?1.8。該鈦酸鋰活性材料降低了生產(chǎn)成本,同時提高了鈦酸鋰活性材料的壓實密度,提高了電池的平臺電壓和能量密度。附圖說明[0016] 為了更清楚地說明本申請實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案,下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖是本申請的一些實施例,對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。另外,在附圖中,相同的部件使用相同的附圖標(biāo)記,且附圖并未按照實際的比例繪制。[0017] 圖1示出本申請實施例一提供的一種鈦酸鋰活性材料的SEM圖;[0018] 圖2示出本申請實施例一提供的一種鈦酸鋰活性材料的充放電曲線(半電池)。具體實施方式[0019] 為使本申請實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚,下面將結(jié)合本申請實施例中的附圖,對本申請實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例是本申請的一部分實施例,而不是全部的實施例?;诒旧暾堉械膶嵤├?,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本申請保護的范圍。[0020] 本申請實施例提供一種鈦酸鋰活性材料的制備方法,包括以下步驟:將鋰源與鈦源加入水進行攪拌,攪拌后進行研磨得到漿料;將漿料將進行干燥,得到粉末;將粉末進行焙燒;將焙燒后的粉末進行冷卻后篩分,得到鈦酸鋰活性材料;其中,鋰源中的鋰與鈦源中的鈦的摩爾比為1:1.7?1.8。[0021] 需要理解的是,鋰源可以為碳酸鋰、氫氧化鋰、氯化鋰、硫酸鋰和硝酸鋰中的一種或多種,即,鋰源可以單獨為碳酸鋰、氫氧化鋰、氯化鋰、硫酸鋰和硝酸鋰中任意一種,也可以是兩種、三種或多種組分混合而成。鈦源為金紅石型二氧化鈦和銳鈦礦型二氧化鈦中的一種或兩種,即鈦源可以是金紅石型二氧化鈦和銳鈦礦型二氧化鈦中的任意一種,也可以是兩種的組合。[0022] 鋰源中的鋰與鈦源中的鈦的摩爾比為1:1.7?1.8,相對于現(xiàn)有的鈦酸鋰活性材料中鋰源與鈦源的配比來說,本申請增加了鈦源的配比,在不影響用鈦酸鋰活性材料制備的電池的其他性能的基礎(chǔ)上,降低了鈦酸鋰活性材料的生產(chǎn)成本,且同時提高了鈦酸鋰活性材料的壓實密度,提高了電池的平臺電壓和能量密度。[0023] 當(dāng)鋰源中的鋰與鈦源中的鈦的摩爾比小于1:1.7?1.8時,會導(dǎo)致材料的比容量太低,當(dāng)鋰源中的鋰與鈦源中的鈦的摩爾比大于1:1.7?1.8時,會增加材料的制造成本。[0024] 進一步的,“將鋰源與鈦源加入水進行攪拌”中的水可以是去離子水和蒸餾水中的一種或者多種。[0025] 在一些可選的實施例中,鋰源與鈦源的混合攪拌轉(zhuǎn)速為1500r/min?3500r/min,采用攪拌機進行攪拌,攪拌時間為2h?4h;研磨時采用球磨機,球磨機的轉(zhuǎn)速為3000r/m?4000r/m,球磨時間為1h?3h。從而提高鋰源與鈦源的研磨效果,進而得到粒度較細的漿料。

[0026] 在一些可選的實施例中,將研磨后的漿料進行干燥,干燥時采用噴霧干燥,干燥的3 3

溫度為100℃?220℃,噴霧的流量為5m /h?10m /h。從而提高干燥的效果。當(dāng)干燥溫度低于

3

100℃,噴霧的流量大于10m /h時,干燥效果不佳,當(dāng)干燥溫度高于220℃,噴霧的流量小于

3

5m/h時,干燥過度,影響后續(xù)的電池的性能。漿料干燥后得到粉末。

[0027] 在一些可選的實施例中,將干燥后的粉末進行焙燒,焙燒溫度為600℃?900℃,時間為180min?360min;焙燒初期的升溫速度按照8℃/min?12℃/min升溫至焙燒溫度。[0028] 在一些可選的實施例中,焙燒后的粉末進行冷卻,冷卻后進行篩分,篩分的粒徑為1μm?5μm。

[0029] 本申請還包括鈦酸鋰活性材料,經(jīng)過上述任一項鈦酸鋰活性材料的制備方法制備而成。[0030] 本申請還包括電池,包括正極極片、負(fù)極極片、隔膜和電解液,負(fù)極極片包括負(fù)極集流體和涂覆至負(fù)極集流體的負(fù)極活性材料層,負(fù)極活性材料層包括導(dǎo)電劑、聚偏二氟乙烯以及如上述所述的鈦酸鋰活性材料,鈦酸鋰活性材料、導(dǎo)電劑以及聚偏二氟乙烯的質(zhì)量比為95?96:2?2.5:2?2.5。其中,導(dǎo)電劑采用SP材質(zhì)。[0031] 在一些可選的實施例中,正極極片包括正極集流體和設(shè)置在正極集流體上的正極活性材料層,正極活性材料包括鎳鈷錳酸鋰、鎳鈷鋁酸鋰、鈷酸鋰、錳酸鋰中的任意一種。其中,鎳鈷錳酸鋰和鎳鈷鋁酸鋰的化學(xué)式為LiNixCoyMezO2,其中的Me為Mn或Al,x+y+z=1,0.33≤x≤0.8,y>0,z>0。

[0032] 在一些可選的實施例中,隔膜包括聚烯烴隔膜基體和涂覆在聚烯烴隔膜基體一面上的陶瓷涂層。[0033] 下面結(jié)合附圖和數(shù)據(jù)詳細描述本申請實施例提供的鈦酸鋰活性材料的制備方法、鈦酸鋰活性材料及電池。[0034] 實施例一[0035] 制備鈦酸鋰活性材料[0036] 步驟一,將摩爾比為1:3.4的碳酸鋰和銳鈦礦型二氧化鈦加入去離子水在攪拌機轉(zhuǎn)速為1500r/min的作用下攪拌2小時,攪拌完成后采用球磨機進行研磨,球磨的轉(zhuǎn)速為3000r/m,球磨時間為1h,球磨后得到漿料。

[0037] 步驟二,將球磨后的漿料進行噴霧干燥,干燥的溫度為100℃,干燥的流量為5m3/h,干燥后形成粉末。[0038] 步驟三,將干燥后的粉末進行焙燒,焙燒的溫度為900℃,焙燒初期的升溫速度按照12℃/min進行升溫,焙燒時間為360min。[0039] 步驟四,將焙燒后的粉末進行冷卻,冷卻至常溫后進行篩分,篩分得到粒徑為1μm?5μm的粉末,從而得到制備鈦酸鋰活性材料。

[0040] 制備電池[0041] 制作正極極片,正極極片包括正極集流體和設(shè)置在正極集流體上的正極活性材料層,正極活性材料選擇鎳鈷錳酸鋰材料。[0042] 制備負(fù)極極片,負(fù)極極片包括負(fù)極集流體和涂覆至負(fù)極集流體的負(fù)極活性材料層,負(fù)極活性材料層包括導(dǎo)電劑、聚偏二氟乙烯以及上述制備的鈦酸鋰活性材料,導(dǎo)電劑采用SP,鈦酸鋰活性材料、SP以及聚偏二氟乙烯的質(zhì)量比為95:2.5:2.5。[0043] 制備隔膜,隔膜包括聚烯烴隔膜基體和涂覆在所述聚烯烴隔膜基體一面上的陶瓷涂層。[0044] 最后對正、負(fù)極極片進行模切、疊片、冷熱壓、焊接、封裝、烘烤、注入電解液、化成、分容等工序完成電芯制作。[0045] 實施例二[0046] 制備鈦酸鋰活性材料[0047] 步驟一,將摩爾比為1:3.5的碳酸鋰和銳鈦礦型二氧化鈦加入去離子水在攪拌機轉(zhuǎn)速為2000r/min的作用下攪拌3小時,攪拌完成后采用球磨機進行研磨,球磨的轉(zhuǎn)速為3500r/m,球磨時間為2h,球磨后得到漿料。

[0048] 步驟二,將球磨后的漿料進行噴霧干燥,干燥的溫度為200℃,干燥的流量為8m3/h,干燥后形成粉末。[0049] 步驟三,將干燥后的粉末進行焙燒,焙燒的溫度為800℃,焙燒初期的升溫速度按照10℃/min進行升溫,焙燒時間為200min。[0050] 步驟四,將焙燒后的粉末進行冷卻,冷卻至常溫后進行篩分,篩分得到粒徑為1μm?5μm的粉末,從而得到制備的鈦酸鋰活性材料。

[0051] 制備電池[0052] 制作正極極片,正極極片包括正極集流體和設(shè)置在正極集流體上的正極活性材料層,正極活性材料選擇鎳鈷錳酸鋰材料。[0053] 制備負(fù)極極片,負(fù)極極片包括負(fù)極集流體和涂覆至負(fù)極集流體的負(fù)極活性材料層,負(fù)極活性材料層包括導(dǎo)電劑、聚偏二氟乙烯以及上述制備的鈦酸鋰活性材料,導(dǎo)電劑采用SP,鈦酸鋰活性材料、SP以及聚偏二氟乙烯的質(zhì)量比為95.5:2.2:2.3制備隔膜,隔膜包括聚烯烴隔膜基體和涂覆在所述聚烯烴隔膜基體一面上的陶瓷涂層。[0054] 最后對正、負(fù)極極片進行模切、疊片、冷熱壓、焊接、封裝、烘烤、注入電解液、化成、分容等工序完成電芯制作。[0055] 實施例三[0056] 制備鈦酸鋰活性材料[0057] 步驟一,將摩爾比為1:3.6的碳酸鋰和銳鈦礦型二氧化鈦加入去離子水在攪拌機轉(zhuǎn)速為3500r/min的作用下攪拌4小時,攪拌完成后采用球磨機進行研磨,球磨的轉(zhuǎn)速為4000r/m,球磨時間為3h,球磨后得到漿料。

[0058] 步驟二,將球磨后的漿料進行噴霧干燥,干燥的溫度為220℃,干燥的流量為10m3/h,干燥后形成粉末。[0059] 步驟三,將干燥后的粉末進行焙燒,焙燒的溫度為600℃,焙燒初期的升溫速度按照8℃/min進行升溫,焙燒時間為180min。[0060] 步驟四,將焙燒后的粉末進行冷卻,冷卻至常溫后進行篩分,篩分得到粒徑為1μm?5μm的粉末,從而得到制備的鈦酸鋰活性材料。

[0061] 制備電池[0062] 制作正極極片,正極極片包括正極集流體和設(shè)置在正極集流體上的正極活性材料層,正極活性材料選擇鎳鈷錳酸鋰。[0063] 制備負(fù)極極片,負(fù)極極片包括負(fù)極集流體和涂覆至負(fù)極集流體形成的負(fù)極活性材料層,負(fù)極活性材料層包括導(dǎo)電劑、聚偏二氟乙烯以及上述制備的鈦酸鋰活性材料,導(dǎo)電劑采用SP,鈦酸鋰活性材料、SP以及聚偏二氟乙烯的質(zhì)量比為96:2:2。[0064] 制備隔膜,隔膜包括聚烯烴隔膜基體和涂覆在所述聚烯烴隔膜基體一面上的陶瓷涂層。[0065] 最后對正、負(fù)極極片進行模切、疊片、冷熱壓、焊接、封裝、烘烤、注入電解液、化成、分容等工序完成電芯制作。[0066] 實施例四[0067] 制備鈦酸鋰活性材料[0068] 步驟一,將摩爾比為1:1.7的氫氧化鋰和銳鈦礦型二氧化鈦加入去離子水在攪拌機轉(zhuǎn)速為1500r/min的作用下攪拌2小時,攪拌完成后采用球磨機進行研磨,球磨的轉(zhuǎn)速為3000r/m,球磨時間為1h,球磨后得到漿料。

[0069] 步驟二,將球磨后的漿料進行噴霧干燥,干燥的溫度為100℃,干燥的流量為5m3/h,干燥后形成粉末。[0070] 步驟三,將干燥后的粉末進行焙燒,焙燒的溫度為900℃,焙燒初期的升溫速度按照12℃/min進行升溫,焙燒時間為360min。[0071] 步驟四,將焙燒后的粉末進行冷卻,冷卻至常溫后進行篩分,篩分得到粒徑為1μm?5μm的粉末,從而得到制備的鈦酸鋰活性材料。

[0072] 制備電池[0073] 制作正極極片,正極極片包括正極集流體和設(shè)置在正極集流體上的正極活性材料層,正極活性材料選擇鎳鈷錳酸鋰材料。[0074] 制備負(fù)極極片,負(fù)極極片包括負(fù)極集流體和涂覆至負(fù)極集流體的負(fù)極活性材料層,負(fù)極活性材料層包括導(dǎo)電劑、聚偏二氟乙烯以及上述制備的鈦酸鋰活性材料,導(dǎo)電劑采用SP,鈦酸鋰活性材料、SP以及聚偏二氟乙烯的質(zhì)量比為95:2.5:2.5。[0075] 制備隔膜,隔膜包括聚烯烴隔膜基體和涂覆在所述聚烯烴隔膜基體一面上的陶瓷涂層。[0076] 最后對正、負(fù)極極片進行模切、疊片、冷熱壓、焊接、封裝、烘烤、注入電解液、化成、分容等工序完成電芯制作。[0077] 實施例五[0078] 制備鈦酸鋰活性材料[0079] 步驟一,將摩爾比為1:1.75的氫氧化鋰和銳鈦礦型二氧化鈦加入去離子水在攪拌機轉(zhuǎn)速為2000r/min的作用下攪拌3小時,攪拌完成后采用球磨機進行研磨,球磨的轉(zhuǎn)速為3500r/m,球磨時間為2h,球磨后得到漿料。

[0080] 步驟二,將球磨后的漿料進行噴霧干燥,干燥的溫度為200℃,干燥的流量為8m3/h,干燥后形成粉末。[0081] 步驟三,將干燥后的粉末進行焙燒,焙燒的溫度為800℃,焙燒初期的升溫速度按照10℃/min進行升溫,焙燒時間為200min。[0082] 步驟四,將焙燒后的粉末進行冷卻,冷卻至常溫后進行篩分,篩分得到粒徑為1μm?5μm的粉末,從而得到制備的鈦酸鋰活性材料。

[0083] 制備電池[0084] 制作正極極片,正極極片包括正極集流體和設(shè)置在正極集流體上的正極活性材料層,正極活性材料選擇鎳鈷錳酸鋰。[0085] 制備負(fù)極極片,負(fù)極極片包括負(fù)極集流體和涂覆至負(fù)極集流體形成的負(fù)極活性材料層,負(fù)極活性材料層包括導(dǎo)電劑、聚偏二氟乙烯以及上述制備的鈦酸鋰活性材料,導(dǎo)電劑采用SP,鈦酸鋰活性材料、SP以及聚偏二氟乙烯的質(zhì)量比為95.5:2.2:2.3。[0086] 制備隔膜,隔膜包括聚烯烴隔膜基體和涂覆在所述聚烯烴隔膜基體一面上的陶瓷涂層。[0087] 最后對正、負(fù)極極片進行模切、疊片、冷熱壓、焊接、封裝、烘烤、注入電解液、化成、分容等工序完成電芯制作。[0088] 實施例六[0089] 制備鈦酸鋰活性材料[0090] 步驟一,將摩爾比為1:1.8的氫氧化鋰和銳鈦礦型二氧化鈦加入去離子水在攪拌機轉(zhuǎn)速為3500r/min的作用下攪拌4小時,攪拌完成后采用球磨機進行研磨,球磨的轉(zhuǎn)速為4000r/m,球磨時間為3h,球磨后得到漿料。

[0091] 步驟二,將球磨后的漿料進行噴霧干燥,干燥的溫度為220℃,干燥的流量為10m3/h,干燥后形成粉末。[0092] 步驟三,將干燥后的粉末進行焙燒,焙燒的溫度為600℃,焙燒初期的升溫速度按照8℃/min進行升溫,焙燒時間為180min。[0093] 步驟四,將焙燒后的粉末進行冷卻,冷卻至常溫后進行篩分,篩分得到粒徑為1μm?5μm的粉末,從而得到制備鈦酸鋰活性材料。

[0094] 制備電池[0095] 制作正極極片,正極極片包括正極集流體和設(shè)置在正極集流體上的正極活性材料層,正極活性材料選擇鎳鈷錳酸鋰。[0096] 制備負(fù)極極片,負(fù)極極片包括負(fù)極集流體和涂覆至負(fù)極集流體形成的負(fù)極活性材料層,負(fù)極活性材料層包括導(dǎo)電劑、聚偏二氟乙烯以及上述制備的鈦酸鋰活性材料,導(dǎo)電劑采用SP,鈦酸鋰活性材料、SP以及聚偏二氟乙烯的質(zhì)量比為96:2:2。[0097] 制備隔膜,隔膜包括聚烯烴隔膜基體和涂覆在所述聚烯烴隔膜基體一面上的陶瓷涂層。[0098] 最后對正、負(fù)極極片進行模切、疊片、冷熱壓、焊接極耳、封裝、烘烤、注入電解液、化成、分容等工序完成電芯制作。[0099] 對比例一[0100] 制備鈦酸鋰活性材料[0101] 步驟一,將摩爾比為1:2.5的碳酸鋰和銳鈦礦型二氧化鈦加入去離子水在攪拌機轉(zhuǎn)速為1500r/min的作用下攪拌2小時,攪拌完成后采用球磨機進行研磨,球磨的轉(zhuǎn)速為3000r/m,球磨時間為1h,球磨后得到漿料。

[0102] 步驟二,將球磨后的漿料進行噴霧干燥,干燥的溫度為100℃,干燥的流量為5m3/h,干燥后形成粉末。[0103] 步驟三,將干燥后的粉末進行焙燒,焙燒的溫度為900℃,焙燒初期的升溫速度按照12℃/min進行升溫,焙燒時間為360min。[0104] 步驟四,將焙燒后的粉末進行冷卻,冷卻至常溫后進行篩分,篩分得到粒徑為1μm?5μm的粉末,從而得到制備的鈦酸鋰活性材料。

[0105] 制備電池[0106] 制作正極極片,正極極片包括正極集流體和設(shè)置在正極集流體上的正極活性材料層,正極活性材料選擇鎳鈷錳酸鋰材料。[0107] 制備負(fù)極極片,負(fù)極極片包括負(fù)極集流體和涂覆至負(fù)極集流體形成的負(fù)極活性材料層,負(fù)極活性材料層包括導(dǎo)電劑、聚偏二氟乙烯以及上述制備的鈦酸鋰活性材料,導(dǎo)電劑采用SP,鈦酸鋰活性材料、SP以及聚偏二氟乙烯的質(zhì)量比為95:2.5:2.5。[0108] 制備隔膜,隔膜包括聚烯烴隔膜基體和涂覆在所述聚烯烴隔膜基體一面上的陶瓷涂層。[0109] 最后對正、負(fù)極極片進行模切、疊片、冷熱壓、焊接、封裝、烘烤、注入電解液、化成、分容等工序完成電芯制作。[0110] 對比例二[0111] 制備鈦酸鋰活性材料[0112] 步驟一,將摩爾比為1:1.25的氫氧化鋰和銳鈦礦型二氧化鈦加入去離子水在攪拌機轉(zhuǎn)速為1500r/min的作用下攪拌2小時,攪拌完成后采用球磨機進行研磨,球磨的轉(zhuǎn)速為3000r/m,球磨時間為1h,球磨后得到漿料。

[0113] 步驟二,將球磨后的漿料進行噴霧干燥,干燥的溫度為100℃,干燥的流量為5m3/h,干燥后形成粉末。[0114] 步驟三,將干燥后的粉末進行焙燒,焙燒的溫度為900℃,焙燒初期的升溫速度按照12℃/min進行升溫,焙燒時間為360min。[0115] 步驟四,將焙燒后的粉末進行冷卻,冷卻至常溫后進行篩分,篩分得到粒徑為1μm?5μm的粉末,從而得到制備鈦酸鋰活性材料。

[0116] 制備電池[0117] 制作正極極片,正極極片包括正極集流體和設(shè)置在正極集流體上的正極活性材料層,正極活性材料選擇鎳鈷錳酸鋰材料。[0118] 制備負(fù)極極片,負(fù)極極片包括負(fù)極集流體和涂覆至負(fù)極集流體形成的負(fù)極活性材料層,負(fù)極活性材料層包括導(dǎo)電劑、聚偏二氟乙烯以及上述制備的鈦酸鋰活性材料,導(dǎo)電劑采用SP,鈦酸鋰活性材料、SP以及聚偏二氟乙烯的質(zhì)量比為95:2.5:2.5。[0119] 制備隔膜,隔膜包括聚烯烴隔膜基體和涂覆在所述聚烯烴隔膜基體一面上的陶瓷涂層。[0120] 最后對正、負(fù)極極片進行模切、疊片、冷熱壓、焊接、封裝、烘烤、注入電解液、化成、分容等工序完成電芯制作。[0121] 將上述制備的鈦酸鋰活性材料進行理化和電性能測試,性能如表1。[0122] 表1鈦酸鋰活性材料性能表[0123][0124] 將上述制備的電池進行檢測,檢測的性能如表2。[0125] 表2電池的性能測試對比表[0126][0127] 參照表1、表2以及附圖1?附圖2可知,圖1示出本申請實施例一提供的一種鈦酸鋰活性材料的SEM圖;圖2示出本申請實施例一提供的一種鈦酸鋰活性材料的充放電曲線(半電池)。[0128] 實施例1?6與對比例1?2相對比,可以看出實施例1?6雖然增加了鈦源的比例,但并不影響電池的性能,且降低了鈦酸鋰活性材料的生產(chǎn)成本,同時提高了鈦酸鋰活性材料的壓實密度,提高了電池的平臺電壓和能量密度。[0129] 應(yīng)當(dāng)指出,在說明書中提到的“一個實施例”、“實施例”、“示例性實施例”、“一些實施例”等表示所述的實施例可以包括特定特征、結(jié)構(gòu)或特性,但未必每個實施例都包括該特定特征、結(jié)構(gòu)或特性。此外,這樣的短語未必是指同一實施例。此外,在結(jié)合實施例描述特定特征、結(jié)構(gòu)或特性時,結(jié)合明確或未明確描述的其他實施例實現(xiàn)這樣的特征、結(jié)構(gòu)或特性處于本領(lǐng)域技術(shù)人員的知識范圍之內(nèi)。[0130] 應(yīng)當(dāng)容易地理解,應(yīng)當(dāng)按照最寬的方式解釋本公開中的“在……上”、“在……以上”和“在……之上”,以使得“在……上”不僅意味著“直接處于某物上”,還包括“在某物上”且其間具有中間特征或?qū)拥暮x,并且“在……以上”或者“在……之上”不僅包括“在某物以上”或“之上”的含義,還可以包括“在某物以上”或“之上”且其間沒有中間特征或?qū)?即,直接處于某物上)的含義。[0131] 此外,文中為了便于說明可以使用空間相對術(shù)語,例如,“下面”、“以下”、“下方”、“以上”、“上方”等,以描述一個元件或特征相對于其他元件或特征的如圖所示的關(guān)系。空間相對術(shù)語意在包含除了附圖所示的取向之外的處于使用或操作中的器件的不同取向。裝置可以具有其他取向(旋轉(zhuǎn)90度或者處于其他取向上),并且文中使用的空間相對描述詞可以同樣被相應(yīng)地解釋。[0132] 需要說明的是,在本文中,諸如“第一”和“第二”等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區(qū)分開來,而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關(guān)系或者順序。而且,術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含,從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素,而且還包括沒有明確列出的其他要素,或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下,由語句“包括一個……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。[0133] 最后應(yīng)說明的是:以上各實施例僅用以說明本申請的技術(shù)方案,而非對其限制;盡管參照前述各實施例對本申請進行了詳細的說明,本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改,或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進行等同替換;而這些修改或者替換,并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本申請各實施例技術(shù)方案的范圍。



聲明:
“鈦酸鋰活性材料的制備方法、鈦酸鋰活性材料及電池” 該技術(shù)專利(論文)所有權(quán)利歸屬于技術(shù)(論文)所有人。僅供學(xué)習(xí)研究,如用于商業(yè)用途,請聯(lián)系該技術(shù)所有人。
我是此專利(論文)的發(fā)明人(作者)
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鈦酸鋰活性材料 鈦酸鋰
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