[发明专利]一种水系锂离子电池用原位碳掺杂磷酸钛锂及其制备方法和应用有效
| 申请号： | 202111054346.6 | 申请日： | 2021-09-09 |
| 公开（公告）号： | CN113745486B | 公开（公告）日： | 2022-08-19 |
| 发明（设计）人： | 黄国勇;王禹桐;张非凡 | 申请（专利权）人： | 中国石油大学（北京） |
| 主分类号： | H01M4/36 | 分类号： | H01M4/36;H01M4/58;H01M10/0525 |
| 代理公司： | 北京润平知识产权代理有限公司 11283 | 代理人： | 陈静;朱晓阳 |
| 地址： | 102249*** | 国省代码： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 一种 水系 锂离子电池 原位 掺杂 磷酸 及其 制备 方法 应用 | ||
1.一种制备水系锂离子电池用原位碳掺杂磷酸钛锂的方法，其特征在于，该方法包括：
(1)在溶剂I存在下，将二水合乙酸锂和钛源进行第一接触混合，得到第一混合溶液；所述钛源为钛酸四丁酯和/或钛酸异丙酯；以及
在溶剂II存在下，将碳源和浓度为80-85wt％的磷酸进行第二接触混合，得到第二混合溶液；所述碳源为含量质量比为1：0.1-0.9的柠檬酸和乳酸；
(2)在密闭条件下，将所述第一混合溶液与所述第二混合溶液进行第一接触反应，得到凝胶前驱体，并将所述凝胶前驱体进行蒸发处理，得到干凝胶；
(3)将所述干凝胶进行煅烧；所述煅烧的条件至少包括：升温速率为4-10℃/min，煅烧温度为650-850℃，时间为4-6h；
其中，所述碳源的用量占所述二水合乙酸锂、所述钛源、所述碳源和所述磷酸总用量的20-30wt％；
以锂元素计的二水合乙酸锂、以钛元素计的钛源和以磷元素计的磷酸的用量摩尔比为1：1-3：3-5。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤(1)中，所述碳源为含量质量比为1：0.2-0.8的柠檬酸和乳酸。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤(1)中，所述第一接触混合、所述第二接触混合的条件各自独立地包括：搅拌速度为300-400rpm，温度为50-60℃，时间为2-3h。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其中，在步骤(2)中，所述第一接触反应的条件至少包括：搅拌速度为300-400rpm，温度为50-60℃，时间为2-3h。
5.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其中，在步骤(2)中，所述蒸发处理的条件至少包括：温度为70-90℃，时间为2-3h。
6.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其中，在步骤(3)中，该方法还包括：将进行所述煅烧后得到的物料进行粉碎处理，以获得平均粒径为60-100nm的原位碳掺杂磷酸钛锂。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，在步骤(3)中，所述粉碎处理的条件至少包括：转速为500-600r/min，时间为2-3h。
8.由权利要求1-7中任意一项所述方法制备得到的水系锂离子电池用原位碳掺杂磷酸钛锂。
9.权利要求8所述的原位碳掺杂磷酸钛锂在水系锂离子电池中的应用。
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