含鉻的鈦酸鋰負(fù)極材料的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種含鉻的鈦酸鋰負(fù)極材料的制備方法，屬于化學(xué)電池制備領(lǐng)域。本發(fā)明提供的含鉻的鈦酸鋰負(fù)極材料的制備方法，使用具有強(qiáng)氧化性的三氧化鉻，在空氣中經(jīng)過兩次煅燒即得成品，操作過程簡單方便，適用于工業(yè)化生產(chǎn)。
【專利說明】含鉻的鈦酸鋰負(fù)極材料的制備方法
[0001]
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明屬于化學(xué)電池制備領(lǐng)域，尤其涉及一種含鉻的鈦酸鋰負(fù)極材料的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0003]目前商業(yè)化的負(fù)極材料主要是石墨，其實(shí)際容量已接近理論值(372 mAh/g)，不能滿足高性能高容量鋰離子電池，特別是高能量密度薄膜鋰離子微電池的要求。另一方面，石墨類碳材料的嵌鋰電位主要集中在100-0 mV (vs.Li/Li+)范圍內(nèi)，非常接近金屬鋰的沉積電勢，不利于電池的安全性。
[0004]商品化的鋰離子蓄電池負(fù)極材料大多采用各種嵌鋰碳材料。但是，由于碳材料的電極電位與金屬鋰接近，存在以下缺點(diǎn):表而易形成鋰枝晶造成電池短路；首次充放電效率低；與
電解液兼容性差，易與電解液反應(yīng):存在明顯的電壓滯后現(xiàn)象。
[0005]因此，制備比容量高、安全性能可靠的新型鋰離子電池負(fù)極材料已成為科學(xué)研究和產(chǎn)業(yè)開發(fā)的重要方向。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]一種含鉻的鈦酸鋰負(fù)極材料的制備方法，其特征在于包括以下步驟:
(1)將固態(tài)的Li2C03、TiO2,Cr2O3按摩爾比例混合均勻，得混合物A ；
(2)將混合物A進(jìn)行第一次煅燒，冷卻后得到混合物B；
(3)將混合物B進(jìn)行研磨均勻后，然后進(jìn)行第二次煅燒，冷卻后經(jīng)過研磨，即得所述的含鉻的鈦酸鋰負(fù)極材料。
[0007]優(yōu)選地，步驟(I)中所述的摩爾比例為:Li2C03 =TiO2:Cr203=98:98:1。
[0008]優(yōu)選地，步驟(2)中所述的第一次煅燒包括以下內(nèi)容:在500-700°C下進(jìn)行高溫煅燒6?10h,煅燒的氣氛為空氣氛。
[0009]優(yōu)選地，步驟(3)所述的第二次煅燒包括以下內(nèi)容:在800-100(TC下進(jìn)行高溫煅燒2(T24h，煅燒的氣氛為空氣氛。
[0010]本發(fā)明的有益效果如下:
1.本發(fā)明提供的含鉻的鈦酸鋰負(fù)極材料的制備方法，使用具有強(qiáng)氧化性的三氧化鉻，因?yàn)槿趸t能夠抗氧化，使得在制備負(fù)極材料時(shí)能夠在空氣中操作，不必在無氧條件下操作，只需要經(jīng)過兩次煅燒即得成品，操作過程簡單方便，適用于工業(yè)化生產(chǎn)。
[0011]2.本發(fā)明提供的含鉻的鈦酸鋰負(fù)極材料的制備方法，制備而成的負(fù)極材料是在尖晶石型鈦酸鋰中引入Cr元素，不會(huì)改變其晶體的結(jié)構(gòu)。C r的摻雜減小了材料的電極極化，提高了電子導(dǎo)電性。其首次放電比容量達(dá)到170 mAh/g以上，放電電壓平臺(tái)為L46V，平臺(tái)區(qū)放電比容量占總放電比容量的85%以上，材料的容量及循環(huán)穩(wěn)定性均得到提高，電壓平臺(tái)有所降低。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。以下實(shí)施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)。這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0013]實(shí)施例1
一種含鉻的鈦酸鋰負(fù)極材料，通過以下步驟制得:
(1)將固態(tài)的Li2C03、Ti02、Cr203按以下摩爾比為98:98:1進(jìn)行混合均勻，得混合物A ;
(2)將混合物A在500°C下進(jìn)行高溫煅燒10h，煅燒的氣氛為空氣氛，冷卻后得到混合物
B ；
(3)將混合物B進(jìn)行研磨均勻后，然后在800°C下進(jìn)行高溫煅燒24h，煅燒的氣氛為空氣氛，冷卻后經(jīng)過研磨，即得所述的含鉻的鈦酸鋰負(fù)極材料。
[0014]實(shí)施例2
一種含鉻的鈦酸鋰負(fù)極材料，通過以下步驟制得:
(1)將固態(tài)的Li2C03、Ti02、Cr203按以下摩爾比為98:98:1進(jìn)行混合均勻，得混合物A ;
(2)將混合物A在700°C下進(jìn)行高溫煅燒6h，煅燒的氣氛為空氣氛，冷卻后得到混合物
B ；
(3)將混合物B進(jìn)行研磨均勻后，然后在1000°C下進(jìn)行高溫煅燒20h，煅燒的氣氛為空氣氛，冷卻后經(jīng)過研磨，即得所述的含鉻的鈦酸鋰負(fù)極材料。
[0015]實(shí)施例3
一種含鉻的鈦酸鋰負(fù)極材料，通過以下步驟制得:
(1)將固態(tài)的Li2C03、Ti02、Cr203按以下摩爾比為98:98:1進(jìn)行混合均勻，得混合物A ;
(2)將混合物A在600°C下進(jìn)行高溫煅燒8h，煅燒的氣氛為空氣氛，冷卻后得到混合物
B ；
(3)將混合物B進(jìn)行研磨均勻后，然后在900°C下進(jìn)行高溫煅燒22h，煅燒的氣氛為空氣氛，冷卻后經(jīng)過研磨，即得所述的含鉻的鈦酸鋰負(fù)極材料。
【權(quán)利要求】
1.一種含鉻的鈦酸鋰負(fù)極材料的制備方法，其特征在于包括以下步驟: (1)將固態(tài)的Li2C03、TiO2,Cr2O3按摩爾比例混合均勻，得混合物A ； (2)將混合物A進(jìn)行第一次煅燒，冷卻后得到混合物B； (3)將混合物B進(jìn)行研磨均勻后，然后進(jìn)行第二次煅燒，冷卻后經(jīng)過研磨，即得所述的含鉻的鈦酸鋰負(fù)極材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含鉻的鈦酸鋰負(fù)極材料的制備方法，其特征在于，步驟(I)中所述的摩爾比例為=Li2CO3 =TiO2:Cr203=98:98:1。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含鉻的鈦酸鋰負(fù)極材料的制備方法，其特征在于，步驟(2)中所述的第一次煅燒包括以下內(nèi)容:在500-700°C下進(jìn)行高溫煅燒6?10h，煅燒的氣氛為空氣氛。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含鉻的鈦酸鋰負(fù)極材料的制備方法，其特征在于，步驟(3)所述的第二次煅燒包括以下內(nèi)容:在800-1000°C下進(jìn)行高溫煅燒2(T24h，煅燒的氣氛為空氣氛。
【文檔編號(hào)】H01M4/485GK103647066SQ201310568706
【公開日】2014年3月19日 申請(qǐng)日期:2013年11月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月15日
【發(fā)明者】王維利, 范未峰 申請(qǐng)人:成都興能新材料有限公司