【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及二次電池，具體涉及一種鈦酸鋰負極材料及其制備方法和應用。
技術介紹
1、鋰離子電池負極材料是影響鋰離子電池電化學性能的主要因素之一。其中，鈦酸鋰負極材料由于具有安全性能好、循環壽命長、穩定的充放電平臺、極好的耐高溫和低溫性能而受到廣泛關注，即使在高溫極寒的惡劣環境中仍能正常工作，并可進行大倍率充放電。然而，鈦酸鋰負極材料的壓實密度較低，導致其形成的鈦酸鋰電池能量密度較低，是制約鈦酸鋰電池技術發展的主要因素。因此，如何提升鈦酸鋰負極材料的壓實密度，進而提升其組裝形成的鋰離子電池的能量密度，是本領域亟待解決的技術問題。
技術實現思路
1、本專利技術的主要目的在于提供一種鈦酸鋰負極材料及其制備方法和應用，以解決現有技術中鈦酸鋰負極材料的壓實密度較低而導致鋰離子電池能量密度較低的問題。
2、為了實現上述目的，根據本專利技術的一個方面，提供了一種鈦酸鋰負極材料的制備方法，包括以下步驟：
3、步驟s1，將鋰源、鈦源與第一溶劑混合，進行第一球磨處理，得到第一漿料；
4、步驟s2，將第一漿料進行第一噴霧干燥處理，得到第一前驅體；
5、步驟s3，將第一前驅體進行第一燒結處理，得到中間產物；
6、步驟s4，將中間產物與第二溶劑混合，進行第二球磨處理，得到第二漿料；
7、步驟s5，將第二漿料進行第二噴霧干燥處理，得到第二前驅體；
8、步驟s6，將第二前驅體進行第二燒結處理，得到鈦酸鋰負極材料；
10、進一步地，中間產物的d50粒度為200nm～1μm。
11、進一步地，第一球磨處理的轉速為3000～4000r/min，時間為1～3h；和/或，第二球磨處理的轉速為3000～4000r/min，時間為1～3h。
12、進一步地，第一噴霧干燥處理的溫度為100～220℃，噴霧流量為5～10m3/h；和/或，第二噴霧干燥處理的溫度為100～220℃，噴霧流量為5～10m3/h。
13、進一步地，第一燒結處理的時間為1～3h，升溫速率為1～5℃/min；和/或，第二燒結處理的時間為1～6h，升溫速率為1～5℃/min。
14、進一步地，第一漿料中鋰元素與鈦元素的摩爾比為1：(1.20～1.25)；和/或，鋰源包括碳酸鋰、氫氧化鋰中的至少一種；鈦源包括二氧化鈦、偏鈦酸中的至少一種；和/或，第一溶劑、第二溶劑各自獨立地選自水；和/或，第一漿料中的固液比為10％～30％；和/或，第二漿料中的固液比為40％～80％。
15、本專利技術的第二方面，提供一種鈦酸鋰負極材料，采用第一方面提供的制備方法制得。
16、進一步地，鈦酸鋰負極材料為二次顆粒結構，二次顆粒由一次顆粒組成；鈦酸鋰負極材料的d50粒度為5～15μm，粒徑分布寬度為2.5～2.8，比表面積為5～6m2/g，振實密度為1.0～1.2g/cm3，壓實密度為2～2.5g/cm3。
17、本專利技術的第三方面，提供一種鋰離子電池，包括正極片、負極片和隔膜；其中，負極片包括負極集流體以及設置在負極集流體上的負極活性材料層，負極活性材料層的材料包含第二方面提供的鈦酸鋰負極材料。
18、進一步地，正極片包括正極集流體以及設置在正極集流體上的正極活性材料層，正極活性材料層的材料包含鎳鈷錳酸鋰材料、鈷酸鋰材料、錳酸鋰材料中的一種，其中，鎳鈷錳酸鋰材料的化學式為linixcoymnzo2，x+y+z＝1，0.33≤x≤0.9，y＞0，z＞0。
19、本專利技術的實施，至少具有以下有益效果：
20、本專利技術提供的鈦酸鋰負極材料的制備方法，通過兩次噴霧干燥、兩次燒結等步驟，并限定燒結溫度為400～600℃，不僅可降低顆粒結合的緊密程度和顆粒硬度，使其更容易壓實，而且可降低顆粒的粒徑分布集中程度，在壓實過程中可使小顆粒填充大顆粒之間的空隙，實現緊密排布，從而提升鈦酸鋰負極材料的壓實密度，將該鈦酸鋰負極材料應用鋰離子電池中，有助于提升電池的能量密度。
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1.一種鈦酸鋰負極材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述中間產物的D50粒度為200nm～1μm。
3.根據權利要求1或2所述的制備方法，其特征在于，所述第一球磨處理的轉速為3000～4000r/min，時間為1～3h；和/或，所述第二球磨處理的轉速為3000～4000r/min，時間為1～3h。
4.根據權利要求1或2所述的制備方法，其特征在于，所述第一噴霧干燥處理的溫度為100～220℃，噴霧流量為5～10m3/h；和/或，所述第二噴霧干燥處理的溫度為100～220℃，噴霧流量為5～10m3/h。
5.根據權利要求1或2所述的制備方法，其特征在于，所述第一燒結處理的時間為1～3h，升溫速率為1～5℃/min；和/或，所述第二燒結處理的時間為1～6h，升溫速率為1～5℃/min。
6.根據權利要求1或2所述的制備方法，其特征在于，所述第一漿料中鋰元素與鈦元素的摩爾比為1：(1.20～1.25)；和/或，所述鋰源包括碳酸鋰、氫氧化鋰中的至少一種；所述鈦源包括二氧化鈦
7.一種鈦酸鋰負極材料，其特征在于，采用權利要求1至6中任一項所述的制備方法制得。
8.根據權利要求7所述的鈦酸鋰負極材料，其特征在于，所述鈦酸鋰負極材料為二次顆粒結構，所述二次顆粒由一次顆粒組成；所述鈦酸鋰負極材料的D50粒度為5～15μm，粒徑分布寬度為2.5～2.8，比表面積為5～6m2/g，振實密度為1.0～1.2g/cm3，壓實密度為2.0～2.5g/cm3。
9.一種鋰離子電池，其特征在于，包括正極片、負極片和隔膜；其中，所述負極片包括負極集流體以及設置在所述負極集流體上的負極活性材料層，所述負極活性材料層的材料包含權利要求7或8所述的鈦酸鋰負極材料。
10.根據權利要求9所述的鋰離子電池，其特征在于，所述正極片包括正極集流體以及設置在所述正極集流體上的正極活性材料層，所述正極活性材料層的材料包含鎳鈷錳酸鋰材料、鈷酸鋰材料、錳酸鋰材料中的一種，其中，所述鎳鈷錳酸鋰材料的化學式為
...【技術特征摘要】
1.一種鈦酸鋰負極材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述中間產物的d50粒度為200nm～1μm。
3.根據權利要求1或2所述的制備方法，其特征在于，所述第一球磨處理的轉速為3000～4000r/min，時間為1～3h；和/或，所述第二球磨處理的轉速為3000～4000r/min，時間為1～3h。
4.根據權利要求1或2所述的制備方法，其特征在于，所述第一噴霧干燥處理的溫度為100～220℃，噴霧流量為5～10m3/h；和/或，所述第二噴霧干燥處理的溫度為100～220℃，噴霧流量為5～10m3/h。
5.根據權利要求1或2所述的制備方法，其特征在于，所述第一燒結處理的時間為1～3h，升溫速率為1～5℃/min；和/或，所述第二燒結處理的時間為1～6h，升溫速率為1～5℃/min。
6.根據權利要求1或2所述的制備方法，其特征在于，所述第一漿料中鋰元素與鈦元素的摩爾比為1：(1.20～1.25)；和/或，所述鋰源包括碳酸鋰、氫氧化鋰中的至少一種；所述鈦源包括二氧化鈦、偏鈦酸中的至...
【專利技術屬性】
技術研發人員：高嬌陽，張正，盧旭武，袁東亞，
申請(專利權)人：格力鈦新能源股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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