[发明专利]制备改性钛酸锂复合材料的方法及改性钛酸锂复合材料

说明书

本发明提供了一种制备改性钛酸锂复合材料的方法及改性钛酸锂复合材料，方法包括：将钛源、锂源、第一铝源利用湿法混合后进行一次煅烧，得到包括钛酸锂和氧化铝锂的混合物；将第二铝源、导电剂中的至少一个与混合物混合后进行可选的二次煅烧，得到改性钛酸锂复合材料。采用本申请的技术方案，有效地解决了现有技术中的钛酸锂材料的倍率性能低的问题。

技术领域

本发明涉及钛酸锂制备技术领域，具体而言，涉及一种制备改性钛酸锂复合材料的方法及改性钛酸锂复合材料。

背景技术

钛酸锂具有高的嵌锂电位、不生成锂枝晶的特点，并且充电和放电状态热稳定性高，因此作为锂离子电池的负极材料，具有优异的安全性。此外，钛酸锂负极材料在充放电过程体积基本不发生变化，被称为“零应变”材料，且不形成SEI膜，循环寿命可达万次以上。但是钛酸锂负极在充放电时，由于Ti-O键对电解液的催化反应，使得钛酸锂电池容易胀气。尤其在高温下，胀气现象显著影响电池的稳定性。此外，虽然钛酸锂倍率性能优异，但在大倍率放电性能上，钛酸锂的高倍率应用仍然受制于低电子导电率(10^-13 S/cm)和慢离子迁移率(10^-9~10^-13 cm² s^-1)。因此，钛酸锂电池具有高倍率性能差、在部分工况下不稳定等缺陷。

针对现有技术中的钛酸锂材料的倍率性能低的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种制备改性钛酸锂复合材料的方法及改性钛酸锂复合材料，以解决现有技术中的钛酸锂材料的倍率性能低的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种制备改性钛酸锂复合材料的方法，包括：将钛源、锂源、第一铝源利用湿法混合后进行一次煅烧，得到包括钛酸锂和氧化铝锂的混合物；将第二铝源、导电剂中的至少一个与混合物混合后进行可选的二次煅烧，得到改性钛酸锂复合材料。

进一步地，方法包括：将钛源、锂源、第一铝源湿法混合后依次进行一次球磨、一次喷雾干燥、一次煅烧，得到混合物；将混合物与第二铝源混合后依次进行二次球磨、二次喷雾干燥，将经二次喷雾干燥后所得的产物依次进行二次煅烧、过筛，或者，将经二次喷雾干燥后所得的产物依次进行烘干、过筛，得到改性钛酸锂复合材料。

进一步地，方法包括：将钛源、锂源、第一铝源湿法混合后依次进行球磨、一次喷雾干燥、一次煅烧，得到混合物；将混合物与第二铝源、导电剂同时混合后依次进行研磨、二次喷雾干燥，将经二次喷雾干燥后所得的产物依次进行二次煅烧、过筛，或者，将经二次喷雾干燥后所得的产物依次进行烘干、过筛，得到改性钛酸锂复合材料。

进一步地，钛源为液态钛源，方法包括：将钛源、锂源、第一铝源湿法混合后进行喷雾干燥，将经喷雾干燥后得到的产物进行一次煅烧，得到混合物。

进一步地，方法包括：将钛源、锂源、第一铝源湿法混合后依次进行一次球磨、一次喷雾干燥、一次煅烧，得到混合物；将混合物与第二铝源混合后进行二次球磨，将经二次球磨后所得的产物与导电剂混合后依次进行研磨、二次喷雾干燥，将经二次喷雾干燥后所得的产物依次进行二次煅烧、过筛，或者，将二次喷雾干燥后所得的产物依次进行烘干、过筛，得到改性钛酸锂复合材料。

进一步地，第一铝源为六水氯化铝、结晶水硝酸铝、硫酸铝、醋酸铝、柠檬酸铝、氧化铝、氢氧化铝、勃姆石的中的一种或多种，和/或，第二铝源为六水氯化铝、结晶水硝酸铝、硫酸铝、醋酸铝、柠檬酸铝、氧化铝、氢氧化铝、勃姆石的中的一种或多种。

进一步地，钛源为二氧化钛、四氯化钛、氢氧化钛、偏钛酸、钛酸四丁酯、硫酸氧化钛、钛酸四乙酯、钛酸异丙酯中的一种或多种。

进一步地，锂源为氯化锂、草酸锂、硝酸锂、碳酸锂、醋酸锂、一水氢氧化锂、氟化锂中的一种或多种。