[01169833]锂离子电池负极材料尖晶石钛酸锂的研制

电动汽车、储能电池以及电子信息等行业的快速发展,对移动电源的需求快速增长,同时也对其能量密度、使用寿命和成本等诸多方面提出了更高的要求。低成本、安全可靠、对环境友好的高比能量锂离子电池成为移动电源产业的重点方向。发展高比能量的锂离子电池的关键在于电极材料。 尖晶石Li4Ti5O12作为一种“零应变”材料,具有充放电过程结构稳定、放电电压平稳、循环寿命长和安全性能好等优点,是目前最具发展潜力的锂离子电池负极材料之一。但钛酸锂也有其不足,如导电性差、可逆容量小、高电位带来电池的低电压等,阻碍了它的商业化发展。目前,主要是通过改进合成方法来改善Li4Ti5O12的电化学性质,常用的合成方法大多为固相法、溶胶-凝胶法等,所需反应周期长,后处理温度高,不宜合成大小均匀,粒径较小的粉体材料,更不利于产品的低成本化发展。 针对以上问题,项目组接受河南联合新能源有限公司委托,研究开发“微波法合成高性能钛酸锂负极材料”项目。本项目通过微波辅助的溶胶-凝胶法,水热法来合成Li4Ti5O12材料。前驱体采用溶胶-凝胶法或水热法制备,利用溶胶-凝胶反应体系均匀、易于掺杂的优势合成Al、C掺杂的Li4Ti5O12前驱体;利用水热条件下形貌可控等优势制备纳米粒子组装的多孔Li-Ti-O微米球前驱体;在后处理过程中以微波加热替代传统加热,缩短反应时间,提高生产效率。本项目研发的微波法合成高性能钛酸锂负极材料工艺属国内首创,拥有完全的知识产权。