[发明专利]钛酸锂复合材料及其制备方法、锂离子电池的电极片及其制备方法以及锂离子电池

说明书

本发明涉及锂离子电池技术领域，公开了钛酸锂复合材料的制备方法，包括：将碳源、锂源、钛源和钒源混合分散均匀得到的多元素掺杂混合物在微波下照射得到复合物前驱体；将所述复合物前驱体进行碳化处理。还公开了钛酸锂复合材料，采用上述的制备方法制得。该钛酸锂复合材料具有好的电子和离子的传输能力，且采用该材料制得的锂离子电池具有好的倍率性能和理论容量。还提供了一直电极片，其制备材料包括本发明提供的钛酸锂复合材料。还公开了电极片的制备方法，包括：将钛酸锂复合材料、导电剂以及粘结剂混合均匀得到的混合料在集流体上涂成薄膜。还公布了一种锂离子电池，包括上述的电极片。该电极片和该锂离子电池均具有优良的电学性能。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，具体而言，涉及钛酸锂复合材料及其制备方法、锂离子电池的电极片及其制备方法以及锂离子电池。

背景技术

随着人们对环保和节能的要求，新能源汽车已经逐渐走进了人们的视野，应用于人们出行的交通工具，成为人们生活不可或缺的一部分。然而锂离子电池作为新能源汽车行业的主要动力方向之一，所以发展锂离子电池是目前的必然趋势。

在锂离子电池中，由于钛酸锂具有良好的结构稳定性，以钛酸锂材料作为电池负极制作的锂离子电池具有良好的循环性能和较高的倍率性能，但是钛酸锂具有导电率差，比容量低等缺点，所以通过改进制备方法，优化制备工艺参数，或通过掺杂包覆原子的方法来对钛酸锂进行改性是必不可少的。

钛酸锂的改性方法有很多，像通过优化制备的工艺参数达到细化颗粒的目的，像降低煅烧的温度优化制备方法，或通过掺杂金属原子提高其导电性能和理论比容量，或包覆某种原子对钛酸锂的结构进行修饰，从而达到改进其电化学性能的效果，等等。目前现有技术上大部分采用溶胶-凝胶法、高温固相法或水热法等制备钛酸锂材料。由于溶胶-凝胶法和水热法对杂质难以把控，难以制备出纯相的钛酸锂材料，所以工业上的生产一般采用高温固相法。高温固相法对生产设备要求高，若需要掺杂包覆元素原子则需要多次煅烧，操作复杂。并且现有的各种制备方法制得的钛酸锂材料离子和电子的传输能力也需要进一步提高。

鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明提供的钛酸锂复合材料的制备方法至少能够解决现有高温固相法需要多次煅烧的问题。

本发明提供的钛酸锂复合材料，该材料理论容量高、倍率性能好，颗粒粒径小。

本发明提供的锂离子电池的电极片的制备方法，能制得理论容量高、倍率性能好的锂离子电池电极片。

本发明提供的锂离子电池的电极片以及锂离子电池，均具有性能好的优点。

本发明提供的钛酸锂复合材料的制备方法，包括：

将碳源、锂源、钛源和钒源混合分散均匀得到的多元素掺杂混合物在微波下照射得到复合物前驱体；

将所述复合物前驱体进行碳化处理。

本发明提供的钛酸锂复合材料，采用上述的制备方法制得。

本发明提供的电极片，其制备材料包括本发明提供的钛酸锂复合材料。

本发明提供的电极片的制备方法，包括：将钛酸锂复合材料、导电剂以及粘结剂混合均匀得到混合料；将混合料在集流体上涂成薄膜，然后干燥。

本发明提供的一种锂离子电池，包括上述的电极片或上述制备方法制得的电极片。

本发明具有以下有益效果：