[发明专利]钛酸锂、其制备方法以及使用其的蓄电装置

说明书

提供了易于微粉化且易于分散在粘合剂中的钛酸锂。所述钛酸锂的特征在于粉碎度Zd的值为2或更大，其中Zd表示粉碎前后的50％累积粒径之比。所述钛酸锂通过如下步骤(1)‑(3)制备：(1)热水解硫酸氧钛或硫酸钛以制备偏钛酸的步骤；(2)制备含前述偏钛酸的淤浆，将前述淤浆的pH中和至6.0‑9.0，进行固液分离，从而制备具有100‑400m2/g BET比表面积和基于以TiO2计的偏钛酸量为0.01‑2.0质量％的硫酸组分(SO4)含量的含偏钛酸的钛原料的步骤；和(3)将前述钛原料与锂化合物混合并焙烧的步骤。

技术领域

本发明涉及钛酸锂及其制备方法，更特别地涉及钛酸锂造粒体、钛酸锂粉末及其制备方法。此外，本发明涉及用于制备钛酸锂的钛原料。进一步地，本发明涉及使用钛酸锂的电极、使用所述电极的蓄电装置，及其制备方法。

背景技术

蓄电装置，尤其是锂二次电池变得迅速普及于小型电池如便携式设备电源中，也进一步促进了用于电力工业、汽车等的大型锂二次电池的开发。该类蓄电装置，尤其是锂二次电池中所用的电极活性材料要求长期可靠性以及高输入和输出特性，而负极活性材料尤其要求安全和寿命特性。因此，这些特性优异的钛酸锂被视为有前途的。

作为上述钛酸锂，存在若干化合物，例如如专利文献1所述。专利文献1描述了由通式LixTiyO4表示的钛酸锂，其中0.8≤x≤1.4且1.6≤y≤2.2，并阐述了LiTi2O4、Li1.33Ti1.66O4、Li0.8Ti2.2O4等作为典型实例。作为制备该钛酸锂的方法，已知的是湿法，其中将预定量的锂化合物和钛化合物在媒介液体中混合，将所述混合物干燥，然后焙烧(专利文献2)，且在上述湿法中，尤其已知通过喷雾干燥进行干燥的方法(专利文献3)。此外，还已知的是干法等，其中将具有通过氮气吸附由BET单点法测得为50-450m2/g比表面积的氧化钛用作原料，将其与预定量的锂化合物混合，并将所述混合物焙烧(专利文献4)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：特开平6-275263号公报

专利文献2：特开2001-213622号公报

专利文献3：特开2001-192208号公报

专利文献4：WO2012/147856。

发明简述

本发明所要解决的问题

钛酸锂通过在上述干法和湿法中焙烧锂化合物和钛化合物而制备。然而，问题在于由于固相扩散反应，各原料之间的反应性低，以及当焙烧温度低时，除目标钛酸锂之外，容易产生具有不同组成的副产物且未反应原料容易残留，并且当将所述钛酸锂用于电池中时，不能获得足够的电容。另一方面，当焙烧温度升高时，就反应性而言，这是有利的，然而问题在于容易发生锂的挥发损失，且钛酸锂粒子发生持续收缩、烧结和粒子生长，因此即使在制造电极时将钛酸锂与粘合剂混合，所述钛酸锂也难以微粉化且不能充分分散。此外，另一问题在于钛酸锂粒子的比表面积降低，并且当将所述钛酸锂用于电池中时，电池特性如低温性能和额定容量容易降低。问题的解决手段

为了制备在与粘合剂混合以制造电极时易于微粉化且易于分散的钛酸锂，本发明人进行各种了研究，其结果是我们发现了本发明。本发明为具有2以上的由下式1表示的粉碎度Zd的钛酸锂造粒体：