[发明专利]一种Li0.5

说明书

本发明涉及一种功能材料Li_0.5TiO₂粉体的制备方法，该方法是在氩气保护条件下，以TiO₂和Li₂CO₃作为反应物于650℃烧结8小时得到Li₂TiO₃粉体。以Mg粉作为还原剂，在氩气保护气氛下在高温条件下还原Li₂TiO₃粉体，产物中的MgO和Li₂O经过稀盐酸的洗涤而去除，从而得到Li_0.5TiO₂粉体材料。本发明的制备温度低、能耗小，且制备工艺简单，易于工业化生产。

技术领域

本发明涉及一种锂离子电池电极材料的制备方法，特别涉及负极活性材料Li_0.5TiO₂粉体材料的制备方法。本发明属于功能材料领域。

背景技术

近年来，随着可随身携带的消费类电子产品以及新能源电动汽车的迅猛发展，人们对锂离子电池的容量、循环寿命以及安全性等提出了更高的要求。目前，商业化锂离子电池的负极活性材料是采用各种石墨类炭材料，但石墨类碳材料因为嵌锂电位接近金属锂，因而有可能析出锂枝晶，穿透电池隔膜，引起燃烧或者爆炸等事故。近年来，Li-Ti-O系列化合物作为锂离子电池电极材料引起了广泛关注。其中Li₄Ti₅O₁₂具有零应变特性、循环寿命长，其嵌锂电位高于金属锂，因而安全性优良。但是Li₄Ti₅O₁₂的理论比容量只有175mAh/g，而且在 20℃时的电导率很低，只有10^-9s/cm，这限制了它的应用。尖晶石结构的LiTi₂O₄作为负极材料具有更高的电导率，因此，LiTi₂O₄是一种有前景的的负极材料。人们提出了很多制备LiTi₂O₄的方法，如Kai Jiang等采用700℃时在熔融的LiCl 的盐溶液中电解TiO₂(锐钛矿)制备LiTi₂O₄(Journal of Power Sources 175(2008)575-580)。此外，Li_0.5TiO₂也可以作为锂离子电池的负极材料，如A. Kuhn等采用两步法高温反应制备Li_0.5TiO₂(Journal ofPower Sources 92(2001)221-227)，

Li₂CO₃+TiO₂(r)→Li₂TiO₃+CO₂

Li₂TiO₃+1/2Ti+5/2TiO₂→4Li_0.5TiO₂。

本发明利用Li₂TiO₃作为原料，通过简便的镁热还原的方法制备出Li_0.5TiO₂粉体材料。

发明内容

本发明旨在提供一种Li_0.5TiO₂粉体材料的制备方法。这种材料具有电化学性能优良且制备工艺比较简便、能耗低、成本低廉的优点。

本发明是通过以下方案实现：

1.将TiO₂粉末与Li₂CO₃按一定的摩尔比充分研磨混合，然后在加热炉中在高纯氩气气氛下于650℃保温8h得到Li₂TiO₃。