2)、稱取69份氫氧化鋰溶解在550份去離子水中得到氫氧化鋰水溶液，將所得氫氧化鋰水溶液加入到步驟(I)獲得的納米T12漿料中，球磨30~60分鐘，獲得氫氧化鋰/納米打02混合漿料；
(3 )、稱取15份蔗糖溶解在575份去離子水中配置成蔗糖水溶液，將所得蔗糖水溶液加入到步驟(2)獲得的氫氧化鋰/納米1102混合漿料中球磨30~60分鐘；
(4)、將步驟(3)所得的白色漿料進(jìn)行噴霧干燥，制得前驅(qū)體粉料；
(5)、在混有1%濃度還原性氣體的惰性氣體氣氛下850°C煅燒，獲得鋰離子電池負(fù)極材料納米氧缺位型鈦酸鋰(Li4Ti5O12)。
[0053]上述所得的鋰離子電池負(fù)極材料納米氧缺位鈦酸鋰通過(guò)X射線衍射儀(XRD，日本理學(xué)Rigaku)進(jìn)行XRD測(cè)試，物相鑒定結(jié)果與附圖1結(jié)果相似，表明實(shí)施例2中獲得的納米氧缺位鈦酸鋰為純相鈦酸鋰(Li4Ti5O12X上述所得的鈦酸鋰材料使用掃描電鏡(SEM，日本電子6700F)進(jìn)行SEM顯微觀察，結(jié)果也與附圖2相似，所得的納米氧缺位鈦酸鋰具有大小均一的納米形貌特征，平均晶粒尺寸統(tǒng)計(jì)為205nm。
[0054]將上述鋰離子電池負(fù)極材料納米氧缺位鈦酸鋰使用半電池方法組裝成紐扣式2016電池，在0.5C的倍率下對(duì)該電池的充放電性能進(jìn)行測(cè)試，其平均放電質(zhì)量比容量為
180.6 mAh/g其首次放電比容量為183.9mAh/g,首次充電比容量為181.4 mAh/g，首次庫(kù)倫效率為98.6%，放電中值電壓為1.50V。良好的電化學(xué)特性與循環(huán)性能，有望在動(dòng)力電池領(lǐng)域應(yīng)用。
[0055]實(shí)施例9
一種鋰離子電池負(fù)極材料納米氧缺位鈦酸鋰的制備方法，該合成過(guò)程中使用的原料按質(zhì)量份數(shù)計(jì)算，其組成及含量如下:
二氧化鈦150份氫氧化鋰69份蔗糖7份去離子水1200份
其合成方法具體包括如下步驟:
(1)、稱取150份二氧化鈦加入75份去離子水配制成二氧化鈦懸浮液，攪拌的狀態(tài)下，將混料倒入球磨機(jī)中進(jìn)行球磨，獲得納米尺寸銳鈦礦型T12漿料，控制平均顆粒尺寸為280nm (D5tl粒徑)；
(2)、稱取63份氫氧化鋰溶解在550份去離子水中得到氫氧化鋰水溶液，將所得氫氧化鋰水溶液加入到步驟(I)獲得的納米T12漿料中，球磨30~60分鐘，獲得氫氧化鋰/納米打02混合漿料；
(3)、稱取8份蔗糖溶解在575份去離子水中配置成蔗糖水溶液，將所得蔗糖水溶液加入到步驟(2)獲得的氫氧化鋰/納米1102混合漿料中球磨30~60分鐘；
(4)、將步驟(3)所得的白色漿料進(jìn)行噴霧干燥，制得前驅(qū)體粉料；
(5)、在混有5%濃度還原性氣體的惰性氣體氣氛下950°C煅燒，獲得鋰離子電池負(fù)極材料納米氧缺位型鈦酸鋰(Li4Ti5O12)。
[0056]上述所得的鋰離子電池負(fù)極材料納米氧缺位鈦酸鋰通過(guò)X射線衍射儀(XRD，日本理學(xué)Rigaku)進(jìn)行XRD測(cè)試，物相鑒定結(jié)果與附圖1結(jié)果相似，表明實(shí)施例2中獲得的納米氧缺位鈦酸鋰為純相鈦酸鋰(Li4Ti5O12X上述所得的鈦酸鋰材料使用掃描電鏡(SEM，日本電子6700F)進(jìn)行SEM顯微觀察，結(jié)果也與附圖2相似，所得的納米氧缺位鈦酸鋰具有大小均一的納米形貌特征，平均晶粒尺寸統(tǒng)計(jì)為195nm。
[0057]將上述鋰離子電池負(fù)極材料納米氧缺位鈦酸鋰使用半電池方法組裝成紐扣式2016電池，在0.5C的倍率下對(duì)該電池的充放電性能進(jìn)行測(cè)試，其平均放電質(zhì)量比容量為180.1 mAh/g其首次放電比容量為182.1mAh/g，首次充電比容量為180.6mAh/g，首次庫(kù)倫效率為99.1%，放電中值電壓為1.49V。良好的電化學(xué)特性與循環(huán)性能，有望在動(dòng)力電池領(lǐng)域應(yīng)用。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種鋰離子電池負(fù)極材料納米氧缺位型鈦酸鋰的制備方法，其特征在于包括如下步驟: I )、稱取150質(zhì)量份的二氧化鈦，加入75質(zhì)量份的去離子水配制成二氧化鈦懸浮液，攪拌的狀態(tài)下，將懸浮液倒入球磨機(jī)中進(jìn)行球磨，獲得納米尺寸銳鈦礦型T12漿料，控制平均顆粒尺寸為100-300nm ； 2)、稱取63-69質(zhì)量份的氫氧化鋰溶解在550質(zhì)量份的去離子水中得到氫氧化鋰水溶液，將所得氫氧化鋰水溶液加入到步驟(I)獲得的納米T12漿料中，球磨30~60分鐘，獲得氫氧化鋰/納米打02混合漿料； 3)、稱取8-15質(zhì)量份的蔗糖溶解在575質(zhì)量份的去離子水中配置成蔗糖水溶液，將所得蔗糖水溶液加入到步驟(2)獲得的氫氧化鋰/納米1102混合漿料中球磨30~60分鐘； 4)、將步驟(3)所得的白色漿料進(jìn)行噴霧干燥，制得前驅(qū)體粉料； 5)、在混有還原性氣體的惰性氣體氣氛下將前驅(qū)體粉料在750°C-950°C的溫度下煅燒，獲得鋰離子電池負(fù)極材料納米氧缺位型鈦酸鋰。
2.如權(quán)利要求1所述的一種鋰離子電池負(fù)極材料納米氧缺位型鈦酸鋰的制備方法，其特征在于:所述的還原性氣體為氫氣，惰性氣體為氬氣、氮?dú)?、氦氣中的一種或一種以上的組合，所述的還原性氣體在所述的惰性氣體中的質(zhì)量百分比濃度為1%_5%。
3.如權(quán)利要求1所述的一種鋰離子電池負(fù)極材料納米氧缺位型鈦酸鋰的制備方法，其特征在于:所述的氫氧化鋰為63質(zhì)量份，所述的蔗糖為8質(zhì)量份，所述的還原性氣體在所述的惰性氣體中的質(zhì)量百分比濃度為1% ，煅燒溫度為750°C。
4.如權(quán)利要求1所述的一種鋰離子電池負(fù)極材料納米氧缺位型鈦酸鋰的制備方法，其特征在于:所述的氫氧化鋰為63質(zhì)量份，所述的蔗糖為10質(zhì)量份，所述的還原性氣體在所述的惰性氣體中的質(zhì)量百分比濃度為5%，煅燒溫度為850°C。
5.如權(quán)利要求1所述的一種鋰離子電池負(fù)極材料納米氧缺位型鈦酸鋰的制備方法，其特征在于:所述的氫氧化鋰為63質(zhì)量份，所述的蔗糖為12質(zhì)量份，所述的還原性氣體在所述的惰性氣體中的質(zhì)量百分比濃度為3%，煅燒溫度為950°C。
6.如權(quán)利要求1所述的一種鋰離子電池負(fù)極材料納米氧缺位型鈦酸鋰的制備方法，其特征在于:所述的氫氧化鋰為66質(zhì)量份，所述的蔗糖為15質(zhì)量份，所述的還原性氣體在所述的惰性氣體中的質(zhì)量百分比濃度為5%，煅燒溫度為750°C。
7.如權(quán)利要求1所述的一種鋰離子電池負(fù)極材料納米氧缺位型鈦酸鋰的制備方法，其特征在于:所述的氫氧化鋰為66質(zhì)量份，所述的蔗糖為8質(zhì)量份，所述的還原性氣體在所述的惰性氣體中的質(zhì)量百分比濃度為3%，煅燒溫度為850°C。
8.如權(quán)利要求1所述的一種鋰離子電池負(fù)極材料納米氧缺位型鈦酸鋰的制備方法，其特征在于:所述的氫氧化鋰為66質(zhì)量份，所述的蔗糖為10質(zhì)量份，所述的還原性氣體在所述的惰性氣體中的質(zhì)量百分比濃度為1%，煅燒溫度為950°C。
9.如權(quán)利要求1所述的一種鋰離子電池負(fù)極材料納米氧缺位型鈦酸鋰的制備方法，其特征在于:所述的氫氧化鋰為69質(zhì)量份，所述的蔗糖為12質(zhì)量份，所述的還原性氣體在所述的惰性氣體中的質(zhì)量百分比濃度為3%，煅燒溫度為750°C。
10.如權(quán)利要求1所述的一種鋰離子電池負(fù)極材料納米氧缺位型鈦酸鋰的制備方法，其特征在于:所述的氫氧化鋰為69質(zhì)量份，所述的蔗糖為15質(zhì)量份，所述的還原性氣體在所述的惰性氣體中的質(zhì)量百分比濃度為1%，煅燒溫度為850°C。
11.如權(quán)利要求1所述的一種鋰離子電池負(fù)極材料納米氧缺位型鈦酸鋰的制備方法，其特征在于:所述的氫氧化鋰為69質(zhì)量份，所述的蔗糖為7質(zhì)量份，所述的還原性氣體在所述的惰性氣體中的質(zhì)量百分比濃度為5%，煅燒溫度為950°C。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種鋰離子電池負(fù)極材料納米氧缺位鈦酸鋰的制備方法，首先將銳鈦型二氧化鈦與去離子水按照一定的比例在攪拌下混合得到懸浮液；然后將氫氧化鋰溶解在去離子水中得到氫氧化鋰水溶液；將蔗糖溶解在去離子水中配置成蔗糖溶液；將上述所有溶液混合，攪拌的狀態(tài)下球磨得到前驅(qū)物；控制前驅(qū)物平均粒徑為200－300納米；將前驅(qū)物進(jìn)行噴霧干燥獲得前驅(qū)體粉料，將前驅(qū)體粉料在混有還原性氣體的惰性氣體氣氛下經(jīng)高溫煅燒，獲得氧缺位型藍(lán)色納米鈦酸鋰負(fù)極材料。本發(fā)明的方法能有效的提高鈦酸鋰的導(dǎo)電率，所得產(chǎn)品粒徑均勻，形貌統(tǒng)一，具有較為穩(wěn)定的充放電性能和良好的循環(huán)性能，0.5C下測(cè)試平均放電比容量為178.7mAh/g。
【IPC分類】H01M4-485
【公開(kāi)號(hào)】CN104617287
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510027519
【發(fā)明人】常程康, 史運(yùn)偉, 陳茜, 鄧玲, 王永強(qiáng), 郭倩, 蔡元元, 石明明
【申請(qǐng)人】上海應(yīng)用技術(shù)學(xué)院
【公開(kāi)日】2015年5月13日
【申請(qǐng)日】2015年1月20日