碳包覆钛酸锂颗粒及制备方法、负极极片、二次电池与流程

本申请涉及电池领域，尤其涉及一种碳包覆钛酸锂颗粒及制备方法、电池。

背景技术：

1、由于尖晶石型结构的钛酸锂具有极高的循环寿命、安全特性、优异的低温性能，快速充电能力和耐宽温(工作温度区间-50～60℃)等优点，被认为是目前最具应用前景的锂离子电池负极材料之一。但是钛酸锂材料在用于锂离子电池的负极时，其缺点也是不可忽视的，例如，与其他电池材料，如三元、磷酸铁锂、石墨负极等相比较，钛酸锂材料的理论比容量较低，生产成本较高，导致其应用的范围受到一定的限制，尤其是对体积、重量要求比较高的电子类产品、动力电池。

技术实现思路

1、有鉴于此，本申请提供一种碳包覆钛酸锂颗粒及制备方法、负极极片、二次电池，旨在改善现有的钛酸锂存在克容量较低的技术问题。

2、第一方面，本申请实施例提供一种所述碳包覆钛酸锂颗粒的比表面积为6m2/g～14m2/g，所述碳包覆钛酸锂颗粒的d50粒径范围为7um～20um，且所述d50与所述比表面积的比值为0.6～1.3。

3、在本申请一些可能的实施例中，所述d50与所述比表面积的比值为0.65～1.21。

4、在本申请一些可能的实施例中，所述碳包覆钛酸锂颗粒的比表面积为7m2/g～13m2/g。

5、在本申请一些可能的实施例中，所述碳包覆钛酸锂颗粒中碳包覆层的厚度为10纳米～50纳米。

6、本申请第二方面提供一种碳包覆钛酸锂颗粒的制备方法，所述制备方法包括：

7、将预设配比的锂源、钛源、可溶性碳源以及溶剂研磨混合得到预混浆料；

8、将所述预混浆料进行喷雾干燥得到预烧结产物；

9、将所述预烧结产物至于高温炉中烧结得到碳包覆钛酸锂颗粒；

10、其中，所述碳包覆钛酸锂颗粒的比表面积为6m2/g～14m2/g，所述碳包覆钛酸锂颗粒的d50粒径范围为7um～20um，且所述d50与所述比表面积的比值为0.6～1.3。

11、在本申请一些可能的实施例中，所述碳酸锂，氢氧化锂，硝酸锂中的至少一种；

12、和/或，所述可溶性碳源为葡萄糖、柠檬酸、淀粉中的至少一种；

13、和/或，所述钛源为氢氧化钛、二氧化钛中的至少一种。

14、在本申请一些可能的实施例中，所述将所述预混浆料进行喷雾干燥得到预烧结产物的步骤中，所述预混浆料的固含量为18％至22％，泵速为25±5rpm，泵的进口温度为280℃±5℃，泵的出口温度为105℃～110℃，泵的进气量为4～4.5m3/h。

15、在本申请一些可能的实施例中，所述将所述预烧结产物至于高温炉中烧结得到碳包覆钛酸锂颗粒的步骤中，烧结温度为600℃至1000℃，烧结时间为1h至20h。

16、本申请第三方面提供一种负极极片，所述负极极片包括集流体和设置在所述集流体至少一个面上的负极涂层，所述负极涂层包括所述的碳包覆钛酸锂颗粒。

17、本申请第四方面提供一种二次电池，所述二次电池包括正极极片和所述的负极极片。

18、有益效果：本申请中在通过合理控制碳包覆钛酸锂颗粒的比表面积、d50值以及d50与比表面积的比值，从而使提高了本申请中碳包覆钛酸锂颗粒的导电率，使锂离子更容易进行脱嵌行为，从而得到具有较高克容量的碳包覆钛酸锂颗粒。

技术特征：

1.一种碳包覆钛酸锂颗粒，其特征在于，所述碳包覆钛酸锂颗粒的比表面积为6m2/g～14m2/g，所述碳包覆钛酸锂颗粒的d50粒径范围为7um～20um，且所述d50与所述比表面积的比值为0.6～1.3。

2.如权利要求1所述的碳包覆钛酸锂颗粒，其特征在于，所述d50与所述比表面积的比值为0.65～1.21。

3.如权利要求1所述的碳包覆钛酸锂颗粒，其特征在于，所述碳包覆钛酸锂颗粒的比表面积为7m2/g～13m2/g。

4.如权利要求1所述的碳包覆钛酸锂颗粒，其特征在于，所述碳包覆钛酸锂颗粒中碳包覆层的厚度为10纳米～50纳米。

5.一种碳包覆钛酸锂颗粒的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述碳酸锂，氢氧化锂，硝酸锂中的至少一种；

7.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述将所述预混浆料进行喷雾干燥得到预烧结产物的步骤中，所述预混浆料的固含量为18％至22％，泵速为25±5rpm，泵的进口温度为280℃±5℃，泵的出口温度为105℃～110℃，泵的进气量为4～4.5m3/h。

8.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述将所述预烧结产物至于高温炉中烧结得到碳包覆钛酸锂颗粒的步骤中，烧结温度为600℃至1000℃，烧结时间为1h至20h。

9.一种负极极片，其特征在于，所述负极极片包括集流体和设置在所述集流体至少一个面上的负极涂层，所述负极涂层包括权利要求1至4任一项所述的碳包覆钛酸锂颗粒。

10.一种二次电池，其特征在于，所述二次电池包括正极极片和权利要求9所述的负极极片。

技术总结
本申请公开了一种碳包覆钛酸锂颗粒及制备方法、负极极片、二次电池，涉及电池技术领域。所述碳包覆钛酸锂颗粒的比表面积为6m<supgt;2</supgt;/g～14m<supgt;2</supgt;/g，所述碳包覆钛酸锂颗粒的D50粒径范围为7um～20um，且所述D50与所述比表面积的比值为0.6～1.3。本申请中在通过合理控制碳包覆钛酸锂颗粒的比表面积、D50值以及D50与比表面积的比值，从而得到具有较高克容量的碳包覆钛酸锂颗粒。

技术研发人员：王树荣,王荣荣,杨龙奎,刘喆,李倩倩,康宗维
受保护的技术使用者：北方奥钛纳米技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/10/21