CN106654247A - 锂电池负极材料Li4Ti5O12制造方法以及锂电池 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种锂电池负极材料Li4Ti5O12制造方法,包括以下步骤:步骤1:按TiOSO4:LiCH3COO:CTAB=4:5:1的比例配置水溶液;步骤2:将上述溶液置于反应釜中在180℃温度下反应11至13小时;步骤3:反应完成后将上述反应产物用酒精和去离子水洗涤烘干;步骤4:最后在800℃下退火1.5至2.5小时得到最终产物Li4Ti5O12。本发明还提供一种锂电池,其特征在于:包括负极材料,负极材料包括上述制造方法所制成的Li4Ti5O12。
Description
技术领域
本发明属于锂电池技术领域,尤其涉及一种锂电池负极材料Li4Ti5O12制造方法以及锂电池。
背景技术
锂离子电池作为一种新兴的储能设备,具有工作电压高、能量密度大、自放电小、环境污染小等优点,因此成为当今新能源领域研究的热点。国内对锂离子电池需求越来越大,呈现逐年增长的趋势。磷酸铁锂电池具有循环寿命高、成本低等优点被广泛应用于电动汽车等领域。
目前,磷酸铁锂电池负极材料主要以碳材料为主,但是碳的电位非常接近金属Li的电位(0.1V vs.Li/Li+),容易形成锂枝晶,使得内部锂枝晶刺穿隔膜从而造成内部短路,另外一方面,锂枝晶折断也会造成锂的消耗,从而造成了电池的安全问题和循环寿命的缩短。所以寻找新的负极材料势在必行。Li4Ti5O12作为零应变电极材料具有长的循环寿命,但是其低的导电率限制了其高倍率性能。
发明内容
本发明的目的在于针对以上存在的技术问题,提供一种导电率高的锂电池负极材料Li4Ti5O12制造方法以及锂电池。
为解决上述技术问题,本发明提供一种锂电池负极材料Li4Ti5O12制造方法,包括以下步骤:
步骤1:按TiOSO4:LiCH3COO:CTAB=4:5:1的比例配置水溶液;
步骤2:将上述溶液置于反应釜中在180℃温度下反应11至13 小时;
步骤3:反应完成后将上述反应产物用酒精和去离子水洗涤烘干;
步骤4:最后在800℃下退火1.5至2.5小时得到最终产物Li4Ti5O12。
本发明还提供一种锂电池,其特征在于:包括负极材料,负极材料包括上述制造方法所制成的Li4Ti5O12。
本发明的有益效果是:本发明制成的Li4Ti5O12,其结构为多孔纳米空心球状,应用于锂电池负极材料,空心的结构能有效提高电极和电解液的接触面积,纳米结构能有效缩短锂离子的传输距离,从而有效提高其电导率,改善倍率性能,钛酸锂在循环过程中不会在表面形成SEI膜,也具有较高的安全性和循环稳定性。
附图说明
图1为本发明提供的一种锂电池负极材料Li4Ti5O12制造方法所制备的Li4Ti5O12粉体的SEM图示意图。
图2为使用本发明Li4Ti5O12制造方法所制备的Li4Ti5O12粉体作为负极材料的锂电池的循环性能测试图。
图3为使用本发明Li4Ti5O12制造方法所制备的Li4Ti5O12粉体作为负极材料的锂电池的倍率性能图。
具体实施方式
本发明提供铝一种锂电池负极材料Li4Ti5O12制造方法,包括以下步骤:
步骤1:按TiOSO4:LiCH3COO:CTAB=4:5:1的比例配置水溶液;在本实施方式中,本步骤配置80ml的水溶液。
步骤2:将上述溶液置于反应釜中在180℃温度下反应11至13小时;在本实施方式中,本步骤中反应时间为12h。
步骤3:反应完成后将上述反应产物用酒精和去离子水洗涤烘干;
步骤4:最后在800℃下退火1.5至2.5小时得到最终产物Li4Ti5O12。在本实施方式中,本步骤退火时间为2小时。
以上Li4Ti5O12制造方法,其中为CTAB为十六烷基三甲基溴化铵(hexadecyltrimethylammonium bromide)。
如图1所示,通过以上方法制成的Li4Ti5O12,其结构为多孔纳米空心球状,应用于锂电池负极材料,空心的结构能有效提高电极和电解液的接触面积,纳米结构能有效缩短锂离子的传输距离,从而有效提高其电导率,改善倍率性能,钛酸锂在循环过程中不会在表面形成SEI膜,也具有较高的安全性和循环稳定性。
本发明还提供一种锂电池,包括负极材料,负极材料包括上述Li4Ti5O12制造方法所制成的Li4Ti5O12。图2为使用本发明Li4Ti5O12制造方法所制备的Li4Ti5O12粉体作为负极材料的锂电池的循环性能测试图。图3为使用本发明Li4Ti5O12制造方法所制备的Li4Ti5O12粉体作为负极材料的锂电池的倍率性能图。
从图2可以看出,本发明锂电池5000次循环之后电池容量保持率达到90%。从图3可以看出本发明锂电池具有良好的倍率性能。
以上所述仅为本发明的实施方式,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (5)
1.一种锂电池负极材料Li4Ti5O12制造方法,包括以下步骤:
步骤1:按TiOSO4:LiCH3COO:CTAB=4:5:1的比例配置水溶液;
步骤2:将上述溶液置于反应釜中在180℃温度下反应11至13小时;
步骤3:反应完成后将上述反应产物用酒精和去离子水洗涤烘干;
步骤4:最后在800℃下退火1.5至2.5小时得到最终产物Li4Ti5O12。
2.如权利要求1所述的锂电池负极材料Li4Ti5O12制造方法,其特征在于:步骤1中配置80ml的水溶液。
3.如权利要求1所述的锂电池负极材料Li4Ti5O12制造方法,其特征在于:步骤2中反应时间为12h。
4.如权利要求1所述的锂电池负极材料Li4Ti5O12制造方法,其特征在于:步骤4中退火时间为2小时。
5.一种锂电池,其特征在于:包括负极材料,负极材料包括权利要求1所述制造方法所制成的Li4Ti5O12。
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