[发明专利]一种超宽温度高倍率钛酸锂电池

权利要求书

1.一种超宽温度高倍率钛酸锂电池，其特征是，包括正极、负极和电解液；所述负极中的活性材料为双壳层钛酸锂-锂镧锆氧化物复合中空微球，其制备方法包括如下步骤：

（1）单分散SiO₂微球的制备：在搅拌状态下，将正硅酸乙酯的无水乙醇溶液逐滴加入氨水的无水乙醇溶液中，搅拌反应1~2h，将产物分离得到单分散SiO₂微球；

（2）SiO₂@钛酸锂微球制备：将单分散SiO₂微球加入无水乙醇中，并加入硬脂酸，分散均匀后加入钛酸四丁酯；搅拌状态下向体系中滴加LiOH水溶液，继续搅拌反应2~3h，将产物分离得到SiO₂@钛酸锂微球；

（3）SiO₂@钛酸锂@ SiO₂微球制备：将SiO₂@钛酸锂微球加入无水乙醇中，分散均匀后加入正硅酸乙酯；搅拌状态下向体系中滴加氨水的无水乙醇溶液，搅拌反应1~2h，将产物分离得到SiO₂@钛酸锂@ SiO₂微球；

（4）SiO₂@钛酸锂@SiO₂@LLZO微球的制备：将LiNO₃、La(NO₃)₃、ZrO(NO₃)₂溶解在去离子水中，并加入SiO₂@钛酸锂@SiO₂微球，分散均匀后再加入柠檬酸和乙二醇，100~120℃下搅拌反应12~24h，得到SiO₂@钛酸锂@SiO₂@LLZO微球；

（5）一次煅烧：将SiO₂@钛酸锂@SiO₂@LLZO微球在惰性气氛下700~900℃煅烧4~6h，得到一次煅烧料；

（6）去除模板：将预烧料冷却后加入氢氧化钠溶液中，80~90℃下搅拌反应4~6h，将产物分离、清洗、干燥后得到双壳层中空微球；

（7）碳包覆：将双壳层中空微球与葡萄糖混合球磨后，在惰性气氛下进行二次煅烧，煅烧温度700~900℃，煅烧时间5~8h，得到所述双壳层钛酸锂-锂镧锆氧化物复合中空微球。

2.根据权利要求1所述的一种超宽温度高倍率钛酸锂电池，其特征是，步骤（1）中加入的正硅酸乙酯、氨水、无水乙醇的体积比为1:15~25:90~100。

3.根据权利要求1所述的一种超宽温度高倍率钛酸锂电池，其特征是，步骤（2）中单分散SiO₂微球与钛酸四丁酯的质量比为1:8~10；硬脂酸与钛酸四丁酯的质量比为1:45~55；钛酸四丁酯和LiOH的摩尔比为5:4.2~4.6。

4.根据权利要求1所述的一种超宽温度高倍率钛酸锂电池，其特征是，步骤（3）中SiO₂@钛酸锂微球与正硅酸乙酯的质量比为1:3~5，正硅酸乙酯与氨水的体积比为1:5~7。

5.根据权利要求1所述的一种超宽温度高倍率钛酸锂电池，其特征是，步骤（4）中LiNO₃、La(NO₃)₃、ZrO(NO₃)₂的摩尔比为7.5~7.7:3:2；加入的SiO₂@钛酸锂@SiO₂微球的质量与硝酸盐的总质量之比为0.3~0.5:1；柠檬酸、乙二醇的质量与硝酸盐的总质量之比为1.2~1.5:0.8~1:1。

6.根据权利要求1所述的一种超宽温度高倍率钛酸锂电池，其特征是，步骤（6）中氢氧化钠溶液的浓度为2~5mol/L。

7.根据权利要求1所述的一种超宽温度高倍率钛酸锂电池，其特征是，步骤（7）中双壳层中空微球与葡萄糖的质量比为1:0.15~0.25，球磨介质为无水乙醇，球磨时间2~4h。