化物，可以是:金红石型二氧化钛、锐钛矿型二氧化钛中的一种或者几种的任意比混合物。
[0031]实施例2
一种制备碳包覆钛酸锂的方法，包含以下步骤:
I)按锂离子与钛离子摩尔比Li+:Ti+=0.8:1称取含锂化合物与含钛氧化物，球磨罐中球磨6小时后烧结5小时得到前驱体A。
[0032]2)在反应釜中加入800g步骤I)得到前驱体A和IL蒸馏水，然后加入160g单体甲基丙烯酸乙酯和3.5g乳化剂，抽真空后通氮气并搅拌，待体系充分乳化后加热到65° C，在此温度下缓慢加入引发剂过硫酸铵水溶液(过硫酸铵含量0.5g)，待反应4小时后停止加热，反应结束后继续搅拌，待冷却后加入甲醇破乳，再用大量甲醇沉淀，过滤得到复合粒子前驱体B (聚甲基丙烯酸乙酯/钛酸锂)。
3)将步骤2)中的前驱体B在氮气环境下高温焙烧8个小时，获得碳包覆的钛酸锂材料。
[0033]实施例3
一种制备碳包覆钛酸锂的方法，包含以下步骤:
I)按锂离子与钛离子摩尔比Li+:Ti +=0.84:1称取含锂化合物与含钛氧化物，球磨罐中球磨8小时后烧结10小时得到前驱体A。
[0034]2)在反应釜中加入700g步骤I)得到前驱体A和IL蒸馏水，然后加入70g单体甲基丙烯酸甲酯和3g乳化剂，抽真空后通氮气并搅拌，待体系充分乳化后加热到70° C，在此温度下缓慢加入引发剂过硫酸铵水溶液(过硫酸铵含量0.4g)，待反应4小时后停止加热，反应结束后继续搅拌，待冷却后加入甲醇破乳，再用大量甲醇沉淀，过滤得到复合粒子前驱体B (聚甲基丙烯酸甲酯/钛酸锂)。
3)将步骤2)中的前驱体B在氮气环境下高温焙烧10个小时，获得碳包覆的钛酸锂材料。
[0035]实施例4
一种制备碳包覆钛酸锂的方法，包含以下步骤:
O按锂离子与钛离子摩尔比Li+:Ti +=0.8:1称取含锂化合物与含钛氧化物，球磨罐中球磨5小时后烧结7小时得到前驱体A。
[0036]2)在反应釜中加入500g步骤I)得到前驱体A和IL蒸馏水，然后加入75g单体甲基丙烯酸甲酯和2.5g乳化剂，抽真空后通氮气并搅拌，待体系充分乳化后加热到70° C，在此温度下缓慢加入引发剂过硫酸铵水溶液(过硫酸铵含量lg)，待反应3小时后停止加热，反应结束后继续搅拌，待冷却后加入甲醇破乳，再用大量甲醇沉淀，过滤得到复合粒子前驱体B (聚甲基丙烯酸甲酯/钛酸锂)。
3)将步骤2)中的前驱体B在氮气环境下高温焙烧7个小时，获得碳包覆的钛酸锂材料。
[0037]实施例5
将实施例1制备的钛酸锂材料、导电剂炭黑和粘接剂聚偏氟乙烯(PVDF)按质量比8:1:1混合，加入N-甲基吡咯烷酮(NMP)调制成浆料，并均匀涂覆在铜箔上，在100 °e真空中干燥12小时后用压片机将极片压制均匀得到待测极片。以锂片为对电极，电解液为lmol/L浓度LiPF6的乙基碳酸酯(EC)+二甲基碳酸酯(DMC)(体积比1:1)的溶液，隔膜采用型号为celgard2325的电池隔膜，在氩气气氛的手套箱内装配成CR2032型纽扣电池。实例I制备的负极材料所装的电池在1-2.5V电压范围做恒电流充放电测试，在IC (175mA/g)倍率下，首次放电比容量为155.8mAh/g，首次充电比容量为151.2mAh/g，首次充放电效率为97.1% ；循环500次后其放电比容量为147.4mAh/g，充电比容量为147.3mAh/g。
[0038]实施例6
将实施例3制备好的电极材料按照实例5所述方法装配成纽扣心测试电池，在1-2.5V电压范围做恒电流充放电测试，在IC (175mA/g)倍率下，其循环放电曲线如图1所示，首次放电比容量为157.0mAh/g，首次充电比容量为153.7mAh/g，首次充放电效率为97.9% ;循环500次后其放电比容量为145.2mAh/g，充电比容量为145.1mAh/g，放电比容量达到首次放电比容量的92.5%。在5C (875mA/g)倍率下，其循环放电曲线如图2所示，首次放电比容量为133.9mAh/g，首次充电比容量为131.2mAh/g，首次充放电效率为98.0%。
【主权项】
1.一种制备碳包覆钛酸锂的方法，其特征在于:包括以下步骤: (1)按锂离子与钛离子摩尔比Li+:Ti+=0.8-0.84:1称取含锂化合物与含钛氧化物，球磨罐中球磨4~8小时后，烧结5~10小时得到前驱体A ； (2)在反应釜中加入步骤(I)得到的前驱体A和去离子水，然后加入单体和乳化剂十二烷基硫酸钠SDS，抽真空后通氮气并搅拌，待体系乳化后加热到60~70° C，在此温度下加入引发剂过硫酸盐水溶液，反应3~5小时后停止加热，并继续搅拌，直至冷却，然后加入甲醇破乳，再用甲醇沉淀，过滤得到聚合物/1^4115012复合粒子前驱体B; (3)将步骤(2)中的前驱体B在氮气环境下焙烧5~10个小时，获得碳包覆的钛酸锂材料。
2.根据权利要求1所述的一种制备碳包覆钛酸锂的方法，其特征在于:所述步骤(I)中的含锂化合物为碳酸锂、氢氧化锂、草酸锂、醋酸锂中的一种或者几种的任意比混合物。
3.根据权利要求1所述的一种制备碳包覆钛酸锂的方法，其特征在于:步骤(I)中的含钛化合物为钛氧化物包括金红石型二氧化钛、锐钛矿型二氧化钛中的一种或者几种的任意比混合物。
4.根据权利要求1所述的一种制备碳包覆钛酸锂的方法，其特征在于:步骤(I)中烧结温度为 500-700° Co
5.根据权利要求1所述的一种制备碳包覆钛酸锂的方法，其特征在于:步骤(2)中前驱体A投料量为每IL去离子水投入前驱体A为200~1000g。
6.根据权利要求1所述的一种制备碳包覆钛酸锂的方法，其特征在于:步骤(2)中单体为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸酯中的一种或者几种的任意比例混合。
7.根据权利要求1所述的一种制备碳包覆钛酸锂的方法，其特征在于:步骤(2)中前驱体A与聚合物单体质量比为100:10~30。
8.根据权利要求1所述的一种制备碳包覆钛酸锂的方法，其特征在于:步骤(2)中SDS投入量为每IL去尚子水中投入SDS为2~4g。
9.根据权利要求1所述的一种制备碳包覆钛酸锂的方法，其特征在于:步骤(2)中引发剂为过硫酸铵水溶液，加入量为每IL去离子水中投入为0.2~2g。
10.根据权利要求1所述的一种制备碳包覆钛酸锂的方法，其特征在于:步骤(3)中高温焙烧为700~900° C。
【专利摘要】本发明公开了一种制备碳包覆钛酸锂的方法，本发明提供了一种制备锂电池用碳包覆钛酸锂负极材料的方法。本方法首先制备钛酸锂前驱体，再通过乳液聚合在前驱体表面包覆聚合物，最后烧结得到碳包覆钛酸锂材料。本发明通过乳液聚合得到聚合物碳源，碳源包覆在钛酸锂表面均匀致密，包覆效果优于一般机械混合方法。乳液聚合过程在包覆聚合物的同时防止钛酸锂晶体的团聚，得到的产品颗粒小，尺寸均匀。本发明采制备的碳包覆钛酸锂在高倍率充放电时具有良好的循环性能。
【IPC分类】H01M4-485
【公开号】CN104600280
【申请号】CN201510040686
【发明人】李明科, 梁孜, 王睿
【申请人】中国东方电气集团有限公司
【公开日】2015年5月6日
【申请日】2015年1月27日