[发明专利]钛酸锂材料及其制备方法、负极片、电池

说明书

本申请公开了一种钛酸锂材料的制备方法、钛酸锂材料、负极片、电池，制备方法包括：采用湿法混合混合锂源、钛源和氮源，得到混合浆料；干燥所述混合浆料，得到氮包覆的钛酸锂前驱体；对所述钛酸锂前驱体进行氮化处理，得到氮化前驱体；对所述氮化前驱体进行碳包覆，得到碳包覆前驱体；对所述碳包覆前驱体进行碳化处理，得到氮碳钛酸锂。本申请提高了钛酸锂电池的倍率循环性能，更有效保持了钛酸锂颗粒的球形形貌和电池材料制备的加工性能；且能够防止电池胀气，提高了电池的循环寿命；另外，本申请中的湿法包覆过程比一般的溶胶凝胶工艺简单，成本低，适合于大规模的工业化生产。

技术领域

本申请涉及储能器件技术领域，特别是一种钛酸锂材料及其制备方法、负极片、电池。

背景技术

与传统碳基负极材料相比，钛酸锂材料为无零应变材料，在脱嵌锂过程中体积基本无变化，循环性能良好。但也存在电子导电率较低，导电性差，以及由于电极电位高所带来的比能量低的问题，从而限制了钛酸锂材料在锂离子电池上的应用。

发明内容

有鉴于此，本申请的目在于提供一种钛酸锂材料及其制备方法、负极片、电池，以解决现有钛酸锂材料导电率低、导电性差以及比能量低的问题。

为达到上述目的，本申请采用如下技术方案：

本申请的第一方面提供了一种钛酸锂材料的制备方法，包括：

采用湿法混合混合锂源、钛源和氮源，得到混合浆料；

干燥所述混合浆料，得到氮包覆的钛酸锂前驱体；

对所述钛酸锂前驱体进行氮化处理，得到氮化前驱体；

对所述氮化前驱体进行碳包覆，得到碳包覆前驱体；

对所述碳包覆前驱体进行碳化处理，得到氮碳钛酸锂。

可选地，所述采用湿法混合混合锂源、钛源和氮源，得到混合浆料，具体为：

将所述锂源溶于去离子水，得到锂源溶液；

将所述钛源溶于锂源溶液，得到锂钛混合溶液；

将溶有氮源的乙醇溶液与所述锂钛混合溶液混合，得到所述混合浆料。

可选地，所述将溶有氮源的乙醇溶液与所述锂钛混合溶液混合时的搅拌时间为2小时～4小时。

可选地，所述钛源选自TiO₂和偏钛酸中的一种或者两种的混合物；

和/或

所述锂源选自碳酸锂、碳酸氢锂、氢氧化锂、硝酸锂和醋酸锂中的一种或者几种的混合物。

可选地，所述对所述钛酸锂前驱体进行氮化处理，具体为：

将所述钛酸锂前驱体置于氮气气氛保护炉进行预烧结及氮化处理。

可选地，所述对所述钛酸锂前驱体进行氮化处理的氮化温度为：550℃～650℃；氮化时间为2小时～4小时。

可选地，所述碳包覆的碳源选自天然沥青、煤焦沥青、石油沥青中的一种或者几种的混合物；

所述对所述氮化前驱体进行碳包覆，具体为：

将所述氮化前驱体加入到溶有所述碳源的二硫化碳中，进行搅拌直至二硫化碳挥发完毕。

可选地，所述碳包覆的碳源选自蔗糖、葡萄糖、酚醛树脂中的一种或者几种的混合物；

所述对所述氮化前驱体进行碳包覆，具体为：

将所述氮化前驱体加入到溶有所述碳源的乙醇水溶液中，进行搅拌。