一种锂电池用二氧化钛的制备方法与流程

本发明涉及锂电池生产，尤其是涉及一种锂电池用二氧化钛的制备方法。

背景技术：

1、随着世界能源危机的持续和日益增加的能源需求，寻找一种可代替高耗、高污染、难以再生的传统型化石燃料的新型能源已经成为各国政府必须面对的主要问题。因此，发展可持续的新型绿色能源已经成为当今全世界各国的首要任务。风能、潮汐能、地热能以及太阳能等可再生能源由于受客观条件(如天气)的影响而使得它们几乎无法得到广泛的应用。

2、清洁可再生的新能源(如太阳能，风能)，将它们转化为电能将更加方便使用，这就需要一种高效的能量存储设备。电池是一种非常好的储能装备，而电动汽车、航空、军事等领域对电池也有着特殊的要求。在众多电池之中，锂离子电池凭借着工作电压高、容量大、循环性好和优秀的环境耐受性等诸多优点，可谓是应用最为广泛，在现今各类便携式电子设备中都有着其不可撼动的地位。负极材料不仅仅是电池中不可或缺的一部分，更是对电池的性能与成本有着极其深远的影响，其中纳米二氧化钛由于其良好的稳定性、低体积膨胀(3-4％)、高操作电压和低费用被视为最有潜力取代石墨基负极的材料。

3、但是纳米二氧化钛自身离子传导率差，导电性低等缺点限制了其进一步发展。因此，有必要提供一种新的技术方案以克服上述缺陷。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种可有效解决上述技术问题锂电池用二氧化钛的制备方法。

2、为达到本发明之目的，采用如下技术方案：

3、一种锂电池用二氧化钛的制备方法，步骤如下：

4、在盛有有机溶剂的烧杯中加入去离子水，而后在搅拌条件下加入l-赖氨酸和尿素混合物，并滴加钛源继续搅拌，30-60min后转入反应釜中，进行水热反应，5-8h后取出自然冷却至室温，抽滤，并分别使用无水乙醇及去离子水洗涤2-3遍，70℃条件下干燥10h，即得二氧化钛。

5、优选的，所述有机溶剂为无水乙二胺、乙二醇、冰醋酸、柠檬酸中的一种。

6、优选的，所述钛源选自钛酸四丁酯、四氯化钛、异丙醇钛中的一种。

7、优选的，所述有机溶剂与去离子水的比例为1：(10～20)。

8、优选的，所述l-赖氨酸和尿素混合物的添加量为0.1～0.6g。

9、优选的，所述l-赖氨酸和尿素混合物中l-赖氨酸与尿素的质量比为(1～6)：1。

10、优选的，所述钛源的添加量为1-5ml。

11、优选的，水热反应的温度为80～120℃。

12、优选的，本发明还提供一种采用如上所述的方法制备的二氧化钛；并进一步提供了该二氧化钛在制备锂电池负极材料中的应用。

13、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

14、采用本发明的方法制备的二氧化钛为三维花球状结构，其具有较大的比表面积及稳定的多孔结构，不仅在锂离子嵌入和脱出的过程中，能有效地保持材料的结构的完整性，而且有效的提高了其离子传导率及导电性能，将其制作成锂电池电极后具有较高的充放电效率和循环稳定性，且电池的电容量也得到了较为明显的提升；此外，本发明所采用的制备方法工艺简单，操作方便，便于规模化生产。

技术特征：

1.一种锂电池用二氧化钛的制备方法，其特征在于：步骤如下：

2.根据权利要求1所述的一种锂电池用二氧化钛的制备方法，其特征在于：所述有机溶剂为无水乙二胺、乙二醇、冰醋酸、柠檬酸中的一种。

3.根据权利要求1所述的一种锂电池用二氧化钛的制备方法，其特征在于：所述钛源选自钛酸四丁酯、四氯化钛、异丙醇钛中的一种。

4.根据权利要求1所述的一种锂电池用二氧化钛的制备方法，其特征在于：所述有机溶剂与去离子水的比例为1：(10～20)。

5.根据权利要求1所述的一种锂电池用二氧化钛的制备方法，其特征在于：所述l-赖氨酸和尿素混合物的添加量为0.1～0.6g。

6.根据权利要求5所述的一种锂电池用二氧化钛的制备方法，其特征在于：所述l-赖氨酸和尿素混合物中l-赖氨酸与尿素的质量比为(1～6)：1。

7.根据权利要求1所述的一种锂电池用二氧化钛的制备方法，其特征在于：所述钛源的添加量为1-5ml。

8.根据权利要求1所述的一种锂电池用二氧化钛的制备方法，其特征在于：水热反应的温度为80～120℃。

9.一种采用如上述权利要求1-8任意一项所述的方法制备的二氧化钛。

10.如权利要求9所述二氧化钛在制备锂电池负极材料中的应用。

技术总结
本发明涉及一种锂电池用二氧化钛的制备方法，步骤如下：在盛有有机溶剂的烧杯中加入去离子水，而后在搅拌条件下加入L‑赖氨酸和尿素混合物，并滴加钛源继续搅拌，30‑60min后转入反应釜中，进行水热反应，5‑8h后取出自然冷却至室温，抽滤，并分别使用无水乙醇及去离子水洗涤2‑3遍，70℃条件下干燥10h，即得二氧化钛；采用本发明的方法制备的二氧化钛为三维花球状结构，其具有较大的比表面积及稳定的多孔结构，不仅在锂离子嵌入和脱出的过程中，能有效地保持材料的结构的完整性，而且有效的提高了其离子传导率及导电性能，将其制作成锂电池电极后具有较高的充放电效率和循环稳定性，且电池的电容量也得到了较为明显的提升。

技术研发人员：蔡晓娇,朱坤杰
受保护的技术使用者：苏州典循智能科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15