所得的灰色漿料控制攪拌速度為100r/min，進(jìn)風(fēng)溫度為165°C下進(jìn)行噴霧干燥，得到前驅(qū)體粉料；
(4)、在混有還原性氣體的惰性氣體氣氛下，將步驟(3)所得的前驅(qū)體粉料控制溫度為700°C進(jìn)行煅燒4h，即得鋰離子電池負(fù)極材料鈷包覆的鈷鉻鈦酸鋰，即Co/Li3Ti4CoCr012;
所述的混有還原性氣體的惰性氣體中，還原性氣體為氫氣，按體積百分比計(jì)算，其濃度為1%，惰性氣體為氬氣。
[0052]上述所得的鋰離子電池負(fù)極材料鈷包覆的鈷鉻鈦酸鋰，通過(guò)X射線衍射儀(XRD，日本理學(xué)Rigaku)進(jìn)行檢測(cè)，所得的XRD圖與圖1結(jié)果相似，XRD圖中所有的衍射峰都可以標(biāo)定為鈷鉻鈦酸鋰和金屬鈷的衍射峰，即沒(méi)有其他物質(zhì)的峰位出現(xiàn)，由此表明上述所得的最終物為鈷包覆的鈷鉻鈦酸鋰。
[0053]上述所得的鋰離子電池負(fù)極材料鈷包覆的鈷鉻鈦酸鋰，使用掃描電鏡(SEM，日本電子6700F)進(jìn)行形貌檢測(cè)，所得的SEM觀察結(jié)果和圖2結(jié)果類似，即所得的鋰離子電池負(fù)極材料鈷包覆的鈷鉻鈦酸鋰呈現(xiàn)為球形的二次顆粒，粒徑在10-20微米，這些球形顆粒(二次顆粒)由更小的納米顆粒(一次粒子)構(gòu)成，該納米顆粒的尺寸在100—200nm。球形顆粒之間存在一定的空隙，納米孔隙作為電解液與材料交換鋰離子的毛細(xì)管道，有利于鋰離子的嵌入和嵌出，提高了鋰離子電池負(fù)極材料鈷包覆的鈷鉻鈦酸鋰材料的電化學(xué)性能。
[0054]將上述所得的鋰離子電池負(fù)極材料鈷包覆的鈷鉻鈦酸鋰，使用半電池方法組裝成紐扣式2016電池，在0.5C倍率下測(cè)試，其平均放電比容量為151.2mAh/g，接近材料的理論容量(155.3mAh/g)，其首次放電比容量為151.3mAh/g，首次充電比容量為148.7mAh/g，首次庫(kù)倫效率為98.3%，放電中值電壓為1.50V。20次循環(huán)后，充電比容量為148.0mAh/g，性能衰減微弱。
[0055]上述結(jié)果表明，本發(fā)明所得的鋰離子電池負(fù)極材料鈷包覆的鈷鉻鈦酸鋰具有良好的電化學(xué)特性和循環(huán)穩(wěn)定性能，有望在儲(chǔ)能電池領(lǐng)域應(yīng)用。
[0056]以上所述僅是本發(fā)明的實(shí)施方式的舉例，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)，這些改進(jìn)也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種鋰離子電池負(fù)極材料鈷包覆的鈷鉻鈦酸鋰的合成方法，其特征在于合成過(guò)程中使用的原料，按質(zhì)量份數(shù)計(jì)算，其組成及含量如下: 二氧化鈦82份 去離子水400份 三氧化二鉻17.3-21.1份 一氧化鈷20.4-24.8份 氫氧化鋰30-36份 其合成方法具體包括如下步驟: (1)、將二氧化鈦加入到1/2總量的去離子水中，得到二氧化鈦懸浮液； 將三氧化二鉻和一氧化鈷依次加入到二氧化鈦懸浮液中進(jìn)行混合，得到混合液；然后將得到的混合液倒入球磨機(jī)中邊攪拌邊球磨，控制顆粒D50尺寸為200-350nm，得到漿料； (2)、將氫氧化鋰溶解在剩余的去離子水中得到氫氧化鋰水溶液，將所得氫氧化鋰水溶液加入到步驟(I)的球磨機(jī)中的楽料中，繼續(xù)進(jìn)行球磨lh，得到灰色楽料； (3)、將步驟(2)所得的灰色漿料控制攪拌速度為100r/min，進(jìn)風(fēng)溫度為165°C下進(jìn)行噴霧干燥，得到前驅(qū)體粉料； (4)、在混有還原性氣體的惰性氣體氣氛下，將步驟(3)所得的前驅(qū)體粉料控制溫度為700-900 °C進(jìn)行煅燒4h，即得鈷包覆的鈷鉻鈦酸鋰。
2.如權(quán)利要求1中所述的鋰離子電池負(fù)極材料鈷包覆的鈷鉻鈦酸鋰的合成方法，其特征在于步驟(4)中所述的混有還原性氣體的惰性氣體中，還原性氣體為氫氣，按體積百分比計(jì)算，其濃度為1_5%，惰性氣體為氬氣、氮?dú)饣蚝狻?br>3.如權(quán)利要求1中所述的一種鋰離子電池負(fù)極材料鈷包覆的鈷鉻鈦酸鋰的合成方法，其特征在于合成過(guò)程中所用的原料，按質(zhì)量份數(shù)計(jì)算，其組成及含量如下: 二氧化鈦82份 去離子水400份 三氧化二鉻19.2份 一氧化鈷22.8份 氫氧化鋰33份； 其合成方法的步驟(4)中所述的混有還原性氣體的惰性氣體中，還原性氣體為氫氣，按體積百分比計(jì)算，其濃度為5%，惰性氣體為氬氣，煅燒溫度為800°C。
4.如權(quán)利要求1中所述的一種鋰離子電池負(fù)極材料鈷包覆的鈷鉻鈦酸鋰的合成方法，其特征在于合成過(guò)程中所用的原料，按質(zhì)量份數(shù)計(jì)算，其組成及含量如下: 二氧化鈦82份 去離子水400份 三氧化二鉻21.1份 一氧化鈷20.4份 氫氧化鋰33份； 其合成方法的步驟(4)中所述的混有還原性氣體的惰性氣體中，還原性氣體為氫氣，按體積百分比計(jì)算，其濃度為3%，惰性氣體為氬氣，煅燒溫度為700°C。
5.如權(quán)利要求1中所述的一種鋰離子電池負(fù)極材料鈷包覆的鈷鉻鈦酸鋰的合成方法，其特征在于合成過(guò)程中所用的原料，按質(zhì)量份數(shù)計(jì)算，其組成及含量如下: 二氧化鈦82份 去離子水400份 三氧化二鉻17.3份 一氧化鈷24.8份 氫氧化鋰33份； 其合成方法的步驟(4)中所述的混有還原性氣體的惰性氣體中，還原性氣體為氫氣，按體積百分比計(jì)算，其濃度為1%，惰性氣體為氬氣，煅燒溫度為900°C。
6.如權(quán)利要求1中所述的一種鋰離子電池負(fù)極材料鈷包覆的鈷鉻鈦酸鋰的合成方法，其特征在于合成過(guò)程中所用的原料，按質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)算，其組成及含量如下: 二氧化鈦82份 去離子水400份 三氧化二鉻19.2份 一氧化鈷22.8份 氫氧化鋰36份； 其合成方法的步驟(4)中所述的混有還原性氣體的惰性氣體中，還原性氣體為氫氣，按體積百分比計(jì)算，其濃度為5%，惰性氣體為氬氣，煅燒溫度為700°C。
7.如權(quán)利要求1中所述的一種鋰離子電池負(fù)極材料鈷包覆的鈷鉻鈦酸鋰的合成方法，其特征在于合成過(guò)程中所用的原料，按質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)算，其組成及含量如下: 二氧化鈦82份 去離子水400份 三氧化二鉻21.1份 一氧化鈷20.4份 氫氧化鋰36份； 其合成方法的步驟(4)中所述的混有還原性氣體的惰性氣體中，還原性氣體為氫氣，按體積百分比計(jì)算，其濃度為3%，惰性氣體為氬氣，煅燒溫度為900°C。
8.如權(quán)利要求1中所述的一種鋰離子電池負(fù)極材料鈷包覆的鈷鉻鈦酸鋰的合成方法，其特征在于合成過(guò)程中所用的原料，按質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)算，其組成及含量如下: 二氧化鈦82份 去離子水400份 三氧化二鉻17.3份 一氧化鈷24.8份 氫氧化鋰36份； 其合成方法的步驟(4)中所述的混有還原性氣體的惰性氣體中，還原性氣體為氫氣，按體積百分比計(jì)算，其濃度為1%，惰性氣體為氬氣，煅燒溫度為800°C。
9.如權(quán)利要求1中所述的一種鋰離子電池負(fù)極材料鈷包覆的鈷鉻鈦酸鋰的合成方法，其特征在于合成過(guò)程中所用的原料，按質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)算，其組成及含量如下: 二氧化鈦82份 去離子水400份 三氧化二鉻19.2份 一氧化鈷22.8份 氫氧化鋰30份； 其合成方法的步驟(4)中所述的混有還原性氣體的惰性氣體中，還原性氣體為氫氣，按體積百分比計(jì)算，其濃度為5%，惰性氣體為氬氣，煅燒溫度為900°C。
10.如權(quán)利要求1中所述的一種鋰離子電池負(fù)極材料鈷包覆的鈷鉻鈦酸鋰的合成方法，其特征在于合成過(guò)程中所用的原料，按質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)算，其組成及含量如下: 二氧化鈦82份 去離子水400份 三氧化二鉻21.1份 一氧化鈷20.4份 氫氧化鋰30份； 其合成方法的步驟(4)中所述的混有還原性氣體的惰性氣體中，還原性氣體為氫氣，按體積百分比計(jì)算，其濃度為3%，惰性氣體為氬氣，煅燒溫度為800°C。
11.如權(quán)利要求1中所述的一種鋰離子電池負(fù)極材料鈷包覆的鈷鉻鈦酸鋰的合成方法，其特征在于合成過(guò)程中所用的原料，按質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)算，其組成及含量如下: 二氧化鈦82份 去離子水400份 三氧化二鉻17.3份 一氧化鈷24.8份 氫氧化鋰30份； 其合成方法的步驟(4)中所述的混有還原性氣體的惰性氣體中，還原性氣體為氫氣，按體積百分比計(jì)算，其濃度為1%，惰性氣體為氬氣，煅燒溫度為700°C。
12.如權(quán)利要求1-11所述的制備方法所得的一種鋰離子電池負(fù)極材料鈷包覆的鈷鉻鈦酸鋰。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種鋰離子電池負(fù)極材料鈷包覆的鈷鉻鈦酸鋰及合成方法。合成過(guò)程所用原料按質(zhì)量份數(shù)計(jì)算，由82份二氧化鈦、400份去離子水、17.3-21.1份三氧化二鉻、20.4-24.8份一氧化鈷和30-36份氫氧化鋰組成，其合成方法即首先制備二氧化鈦懸浮液，然后將三氧化二鉻和一氧化鈷依次加入到二氧化鈦懸浮液中，得到混合液，然后將得到的混合液倒入球磨機(jī)中球磨，將氫氧化鋰溶解在去離子水中得到的氫氧化鋰水溶液加入到球磨機(jī)中繼續(xù)球磨，得到的灰色漿料噴霧干燥后，在混有還原性氣體的惰性氣體氣氛下煅燒，即得具有良好的電化學(xué)特性和循環(huán)穩(wěn)定性能的鋰離子電池負(fù)極材料鈷包覆的鈷鉻鈦酸鋰。
【IPC分類】H01M4-131, H01M4-1391, H01M4-525
【公開(kāi)號(hào)】CN104600288
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410835459
【發(fā)明人】常程康, 郭倩, 鄧玲, 蔡元元, 王永強(qiáng), 陳茜
【申請(qǐng)人】上海應(yīng)用技術(shù)學(xué)院
【公開(kāi)日】2015年5月6日
【申請(qǐng)日】2014年12月29日