[发明专利]负极材料及其制备方法、负极片和锂离子电池

说明书

本发明公开了一种负极材料及其制备方法、负极片和锂离子电池，制备方法包括：将钛源、铌源和金属化合物混合，形成混合物料；将所述混合物料加入到分散剂中，通过搅拌得到混合物料分散液；将所述混合物料分散液配置成固含量为5％～25％的浆料，进行湿法混合，得到纳米级的精混合浆料；将所述精混合浆料干燥，得到球形混合物料颗粒；将所述球形混合物料颗粒进行煅烧，得到负极材料。本发明制备出的负极材料的性能得到优化；且这种方式制备的负极材料，具有高导电率、高容量和良好的循环保持性，使其具有更加广泛的应用前景。

技术领域

本发明涉及储能器件技术领域，特别是一种负极材料及其制备方法、负极片和锂离子电池。

背景技术

随着经济全球化的发展，资源、能源的消耗与浪费日渐严重。21世纪不仅是信息自动化、电子科技化的时代，而且在能源危机和环境问题的双重压力下，发展新能源已成为重大趋势之一。为响应国家“走可持续发展道路”的号召，必须大力寻求新能源，发展新能源材料。传统的铅酸、镍氢电池因能量密度较低，环境污染等问题已经很难满足市场的需求。而锂离子电池由于其独特的优势，可快速充放电、比能量大、循环寿命长、低自放电特性以及无记忆效应等特点被认为是电动车领域最具前景的储能设备。

新一代锂离子电池的负极材料TiNb₂O₇(以下简称TNO)逐渐受到关注，TiNb₂O₇的理论容量是387mAh/g，相当于在充放电过程中有五个电子(Nb⁵⁺/Nb³⁺,Ti⁴⁺/Ti³⁺)发生转移，是Li₄Ti₅O₁₂的两倍。而且TiNb₂O₇的工作电压在1.6V左右，大于1.0V(Li/Li⁺),在充放电过程中可以避免产生SEI膜，确保了电池的安全性能和循环性能。尽管有如此多的自身优点，但是TiNb₂O₇由于较低的内部电子导电率，导致了较差的高倍率性能，在实际应用中，这些缺点大大限制了TiNb₂O₇的使用。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种负极材料及其制备方法、负极片和锂离子电池，提高负极材料的导电率。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的第一方面提供了一种负极材料的制备方法，包括：

将钛源、铌源和金属化合物混合，形成混合物料；

将所述混合物料加入到分散剂中，通过搅拌得到混合物料分散液；

将所述混合物料分散液配置成固含量为5％～25％的浆料，进行湿法混合，得到纳米级的精混合浆料；

将所述精混合浆料干燥，得到球形混合物料颗粒；

将所述球形混合物料颗粒进行煅烧，得到负极材料。

本发明提供的负极材料的制备方法，通过将钛源、铌源以及金属化合物混料后先在分散剂中进行混合，然后再进行湿法混合，最后干燥造粒，以降低材料的粒径分布，经过烧结得到改性的结晶产物，即负极材料，这种新型的工艺流程不仅操作简单，而且适合大规模的工业化生产，经过分步混合能够得到纳米化的物料颗粒，使制备出的负极材料的性能得到优化；且这种方式制备的负极材料，具有高导电率、高容量和良好的循环保持性，使其具有更加广泛的应用前景。

可选地，得到的所述负极材料为TiNb_2-xV_xO₇材料，其中，X的范围为0～0.1；