[发明专利]一种锂离子电池复合负极材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种锂离子电池复合负极材料的制备方法，属于锂离子电池技术领域。该锂离子电池复合负极材料的分子式为：BaNa₂Ti₆O₁₄‑aLi_3xLa_2/3‑xTiO₃(LLTO)，其中：0.1≤a≤0.4，0.05≤x≤0.15。具体制备步骤是：将钡源、钠源和钛源置于球磨罐中，球磨，然后放于马弗炉中预烧、冷却，于球磨机中球磨、过筛，再放入马弗炉中焙烧、冷却、球磨，即制得负极材料前驱体；将锂源、镧源、钛源以及负极材料前驱体溶解于有机溶剂中，搅拌，然后转移到密闭反应釜中保温、冷却、抽滤、干燥，将所得混合物放于马弗炉中焙烧得到BaNa₂Ti₆O₁₄‑aLi_3xLa_2/3‑xTiO₃(LLTO)复合负极材料。本发明原料来源广泛，操作简便、可控性好、重现性高，所得到的材料颗粒较小、粒径分布均匀、结晶度高，从而在降低材料制备成本的同时，提高了材料的电化学性能。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种高性能的锂离子电池复合负极材料。

背景技术

在全球经济迅猛发展的同时，我们原有的主要能源：石油、煤炭、天然气等都是不可再生资源，而这些化石能源在消耗的同时也会产生有害气体，从而导致环境污染越来越严重，开发新型能源和环境友好型能源有着至关重要的意义。各种电子设备以及电动汽车、混合动力汽车的发展，对为其提供能量的锂离子电池提出了更高的要求。锂离子电池具有输出电压高、能量密度和功率密度大、循环寿命长等有点，被公认为最有希望的动力电池。目前商用锂离子电池负极材料大多采用各种嵌锂碳/石墨材料，但是，碳材料的嵌锂电位(0～0.26V)与金属锂的沉积电位很接近，当电池过充时，金属锂可能会在碳电极表面析出而形成锂枝晶，枝晶进一步生长，则可能刺穿隔膜，造成正负极相接，从而引起短路；此外，碳材料还存在首次充放电效率低、与电解液发生作用、存在明显的电压滞后现象、大电流充放电能力低等缺点。尖晶石型钛酸锂Li₄Ti₅O₁₂是一种“零应变”材料，在锂离子嵌入脱出的过程中晶体结构能够保持高度的稳定性，而使其具有优良的循环性能和平稳的放电电压。且具有相对较高的电极电压(1.55V)，在整个放电过程中不会出现金属锂的析出，大大提高了电极材料使用的安全性。但是最大的不足是其电子电导和离子电导较低，从而在大电流充放电时容量衰减快、倍率性能较差。因此，很有必要开发新型的钛酸盐负极材料。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明要解决的技术问题是提供一种锂离子电池复合负极材料及其制备方法，以期原料来源广泛，操作简便、可控性好、重现性高，所得到的材料颗粒较小、粒径分布均匀、结晶度高，从而在降低材料制备成本的同时，提高材料的电化学性能。

为了解决以上技术问题，本发明是通过以下技术方案予以实现的。

本发明所制备的锂离子电池负极材料的化学式为：BaNa₂Ti₆O₁₄-aLi_3xLa_2/3-xTiO₃(LLTO),其中0.1≤a≤0.4，0.05≤x≤0.15，该负极材料是有亚微米级的粒径，具有较好的电化学性能。

本发明同时提供了上述锂离子电池复合负极材料的制备方法，具体步骤如下：