[发明专利]钛酸锂复合材料及其制备方法、电池极片和锂离子电池

权利要求书

1.一种钛酸锂复合材料的制备方法，其特征在于，所述钛酸锂复合材料的制备方法包括：

将钛源、锂源和第一导电剂依次进行混合及造粒，获得第一原料和第二原料，所述第一原料的粒径D50为9～15μm，所述第二原料的粒径D50为3～7μm；

在惰性气氛下，使所述第一原料和所述第二原料分别进行无氧烧结，得到第一烧结产物和第二烧结产物，所述钛酸锂复合材料为所述第一烧结产物和所述第二烧结产物的混合物。

2.根据权利要求1所述的钛酸锂复合材料的制备方法，其特征在于，在进行所述混合过程之前，所述钛酸锂复合材料的制备方法还包括将所述钛源和所述锂源进行湿法研磨；

优选地，所述湿法研磨过程的研磨固含量为10～30％，有效功率为0.99～1kw，研磨电量为2～10kwh/kg，研磨后粒径D₅₀为0.05～0.3μm。

3.根据权利要求1或2所述的钛酸锂复合材料的制备方法，其特征在于，所述钛源选自二氧化钛和/或偏钛酸，所述锂源选自氢氧化锂和/或碳酸锂；

所述第一导电剂选自碳纳米管、碳纤维、石墨烯、炭黑组成的组中的一种或多种；

优选地，所述钛源与所述锂源中锂钛的摩尔比为1:1.2～1:1.25；

优选地，所述第一导电剂的重量占所述钛源和所述锂源的总重量的1～5wt％。

4.根据权利要求1所述的钛酸锂复合材料的制备方法，其特征在于，所述造粒过程包括：

将部分所述混合物在第一喷雾干燥装置中进行第一喷雾干燥，得到所述第一原料，其中所述第一喷雾干燥装置的进口温度为250～320℃，出口温度为100～120℃，进气量为4～6m³/h；

将剩余的所述混合物在第二喷雾干燥装置中进行第二喷雾干燥，得到所述第二原料，其中所述第一喷雾干燥装置的进口温度为250～320℃，出口温度为100～120℃，进气量为7～10m³/h。

5.根据权利要求1所述的钛酸锂复合材料的制备方法，其特征在于，所述无氧烧结过程的温度为650～900℃，烧结时间为2～8h。

6.一种钛酸锂复合材料，其特征在于，所述钛酸锂复合材料采用权利要求1至5中任一项所述的制备方法制得，所述钛酸锂复合材料的组成以Li₄Ti₅O₁₂/C式表示。

7.一种电池极片，包括金属集流体和涂覆在所述金属集流体表面上的导电涂层，其特征在于，形成所述导电涂层的物料包括钛酸锂复合材料、第二导电剂和粘结剂，所述钛酸锂复合材料为采用权利要求1至5中任一项所述制备方法制得的钛酸锂复合材料。

8.根据权利要求7所述的电池极片，其特征在于，所述钛酸锂复合材料中，第一烧结产物和第二烧结产物的重量比为1:9～9:1。

9.根据权利要求8所述的电池极片，其特征在于，所述钛酸锂复合材料、所述第二导电剂和所述粘结剂的重量比为(90～96):(5～2):(5～2)。

10.一种锂离子电池，包括电池极片，其特征在于，所述电池极片为权利要求7至9中任一项所述的电池极片。