權(quán)利要求

1.鋰電池負(fù)極材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：碳酸鋰39-57份、石墨25-36份、鈦酸鹽27-35份、導(dǎo)電劑9-14份、抗氧劑3-9份、膠合劑5-11份； 所述膠合劑包括丁苯橡膠、天然橡膠和羧甲基纖維素鈉。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰電池負(fù)極材料，其特征在于：所述鈦酸鹽為鈦酸鋰，所述導(dǎo)電劑為碳纖維。 3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰電池負(fù)極材料，其特征在于：所述抗氧劑包括二氧化硅、三氧化二鋁、五氧化二磷和三氧化二硼。 4.一種如權(quán)利要求1-3中任意所述的鋰電池負(fù)極材料的燒結(jié)制備方法，其特征在于，包括以下步驟： S1、將碳酸鋰投入水中后向水中充入二氧化碳?xì)怏w形成懸浮液，并將鈦酸鹽、導(dǎo)電劑加入于水中形成水解液； S2、將懸浮液與水解液混合并加入石墨與膠合劑形成混合液，對(duì)混合液進(jìn)行加熱去水形成糊狀物，并對(duì)糊狀物進(jìn)行燒結(jié)烘干，形成電極坯料； S3、將抗氧劑投入水中攪拌均勻后形成保護(hù)液，將保護(hù)液涂敷于電極坯料表面并烘干，在電極坯料表面形成保護(hù)涂層； S4、將電極坯料經(jīng)過(guò)壓輥碾壓后，通過(guò)模具銑刀去除電極坯料的多余部分，產(chǎn)生符合要求的鋰電池負(fù)極材料。 5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鋰電池負(fù)極材料的燒結(jié)制備方法，其特征在于：所述S1中，碳酸鋰投入水中時(shí)，水溫為10-25℃。 6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鋰電池負(fù)極材料的燒結(jié)制備方法，其特征在于：所述S2中，對(duì)混合液加熱前，以5-15rpm/min的轉(zhuǎn)速攪拌18-32min。 7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鋰電池負(fù)極材料的燒結(jié)制備方法，其特征在于：所述S2中，對(duì)糊狀物進(jìn)行燒結(jié)烘干時(shí)包括三個(gè)階段即升溫階段、保溫階段和降溫階段，升溫階段時(shí)加熱溫度為50-1050℃，保溫階段加熱溫度為1050-1350℃，降溫階段將溫度降至常溫。 8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鋰電池負(fù)極材料的燒結(jié)制備方法，其特征在于：所述S3中，保護(hù)液在室溫下的粘度為2-10mPa·s。 9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鋰電池負(fù)極材料的燒結(jié)制備方法，其特征在于：所述S3中，保護(hù)涂層的厚度為8-22μm。 10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鋰電池負(fù)極材料的燒結(jié)制備方法，其特征在于：所述S4中模具銑刀在切除多余坯料時(shí)，使用水溶性切削液澆筑于刀身。

說(shuō)明書(shū)

鋰電池負(fù)極材料及其燒結(jié)制備方法

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋰電池技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)，涉及一種鋰電池負(fù)極材料及其燒結(jié)制備方法。

背景技術(shù)

鋰金屬電池一般是使用二氧化錳為正極材料，以金屬鋰或其合金金屬為負(fù)極材料，使用非水電解質(zhì)溶液的電池，相較于鉛酸電池，鋰電池具有更長(zhǎng)的使用壽命，并且同等體積下鋰電池的電池容量更大，另外鉛酸電池會(huì)污染環(huán)境，而鋰電池可以回收較為環(huán)保。

鋰電池的負(fù)極材料性能直接決定著鋰電池的充放電效率、循環(huán)性能等，為了提高鋰電池的充放電性能，需要對(duì)鋰電池的負(fù)極材料進(jìn)行改良，一般通過(guò)對(duì)負(fù)極材料進(jìn)行球化以及表面改性以便于鋰電池負(fù)極中的鋰離子的嵌入脫出，然而現(xiàn)有的鋰電池負(fù)極在經(jīng)過(guò)多次充放電后，其電極結(jié)構(gòu)不再完整，從而使得電池的容量降低，因此提出一種鋰電池負(fù)極材料及其燒結(jié)制備方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種鋰電池負(fù)極材料及其燒結(jié)制備方法，以解決上述背景技術(shù)中提出的問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，一方面，本發(fā)明目的在于，提供了一種鋰電池負(fù)極材料，包括以下重量份的原料：碳酸鋰39-57份、石墨25-36份、鈦酸鹽27-35份、導(dǎo)電劑9-14份、抗氧劑3-9份、膠合劑5-11份；

所述膠合劑包括丁苯橡膠、天然橡膠和羧甲基纖維素鈉。

作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述鈦酸鹽為鈦酸鋰，所述導(dǎo)電劑為碳纖維。

作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述抗氧劑包括二氧化硅、三氧化二鋁、五氧化二磷和三氧化二硼。

另一方面，本發(fā)明還提供了一種如上述所述的鋰電池負(fù)極材料的燒結(jié)制備方法，包括以下步驟：

S1、將碳酸鋰投入水中后向水中充入二氧化碳?xì)怏w形成懸浮液，并將鈦酸鹽、導(dǎo)電劑加入于水中形成水解液；

S2、將懸浮液與水解液混合并加入石墨與膠合劑形成混合液，對(duì)混合液進(jìn)行加熱去水形成糊狀物，并對(duì)糊狀物進(jìn)行燒結(jié)烘干，形成電極坯料；

S3、將抗氧劑投入水中攪拌均勻后形成保護(hù)液，將保護(hù)液涂敷于電極坯料表面并烘干，在電極坯料表面形成保護(hù)涂層；

S4、將電極坯料經(jīng)過(guò)壓輥碾壓后，通過(guò)模具銑刀去除電極坯料的多余部分，產(chǎn)生符合要求的鋰電池負(fù)極材料。

作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述S1中，碳酸鋰投入水中時(shí)，水溫為10-25℃。

作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述S2中，對(duì)混合液加熱前，以5-15rpm/min的轉(zhuǎn)速攪拌18-32min。

作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述S2中，對(duì)糊狀物進(jìn)行燒結(jié)烘干時(shí)包括三個(gè)階段即升溫階段、保溫階段和降溫階段，升溫階段時(shí)加熱溫度為50-1050℃，保溫階段加熱溫度為1050-1350℃，降溫階段將溫度降至常溫。

作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述S3中，保護(hù)液在室溫下的粘度為2-10mPa·s。

作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述S3中，保護(hù)涂層的厚度為8-22μm。

作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述S4中模具銑刀在切除多余坯料時(shí)，使用水溶性切削液澆筑于刀身。

本發(fā)明中通過(guò)以鋰離子嵌入脫出時(shí)晶體常數(shù)和體積變化較小的鈦酸鋰作為鈦酸鹽，提供較為堅(jiān)固的電極結(jié)構(gòu)，并且通過(guò)添加有鈦酸鹽作為充放電材料，其充放電時(shí)xLi++xe-+ 6C?LixC6，充電時(shí)鋰離子插入，放電時(shí)鋰離子脫插，其中通過(guò)添加有膠合劑并以膠合劑中的丁苯橡膠、天然橡膠和羧甲基纖維素鈉提供粘結(jié)力，保持電極結(jié)構(gòu)的完整性，其中由于丁苯橡膠與天然橡膠的分子結(jié)構(gòu)相似，丁苯橡膠與天然橡膠的相容性好，通過(guò)混有天然橡膠能夠解決因丁苯橡膠中因反式結(jié)構(gòu)多、結(jié)構(gòu)不規(guī)整以及側(cè)基上帶有苯環(huán)結(jié)構(gòu)，而導(dǎo)致的膠料彈性低的問(wèn)題，通過(guò)在電極表面涂覆有由抗氧劑形成的涂層，能夠避免由于電極氧化造成的無(wú)效損耗，確保電極的使用壽命，另外抗氧劑中的二氧化硅與膠合劑中的羧甲基纖維素鈉反應(yīng)，羧甲基可通過(guò)化學(xué)鍵如共價(jià)鍵等與硅相連，并且連接力較強(qiáng),可保持硅顆粒之間的連接，能夠在硅表面形成類(lèi)似固體電解質(zhì)相界面膜的包覆，抑制電解液的分解，從而避免電池多次充放電后的容量降低。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果：

該鋰電池負(fù)極材料及其燒結(jié)制備方法中，通過(guò)添加鈦酸鋰，由于其晶體在嵌入或脫出鋰離子時(shí)晶格常數(shù)和體積變化都很小，能夠避免由于多次充放電導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)損壞，提高電極的循環(huán)性能和使用壽命，通過(guò)將抗氧劑涂敷于電極表面，形成抗氧化涂層，能夠避免電極由于氧化導(dǎo)致無(wú)效損耗，而通過(guò)添加膠合劑，能夠提供強(qiáng)粘接力，以保持電極結(jié)構(gòu)的完整性，避免電池容量的下降。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的制備流程圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

一方面，本實(shí)施例目的在于，提供了一種鋰電池負(fù)極材料，包括以下重量份的原料：碳酸鋰39-57份、石墨25-36份、鈦酸鹽27-35份、導(dǎo)電劑9-14份、抗氧劑3-9份、膠合劑5-11份；

膠合劑包括丁苯橡膠、天然橡膠和羧甲基纖維素鈉，通過(guò)添加有丁苯橡膠、天然橡膠和羧甲基纖維素鈉作為膠合劑，能夠提供強(qiáng)粘接力，并且丁苯橡膠與天然橡膠共溶，能夠改善膠合劑彈性低的問(wèn)題，從而對(duì)電極進(jìn)行粘接以保持電極結(jié)構(gòu)的完整性。

在上述基礎(chǔ)上，本發(fā)明實(shí)施例中，鈦酸鹽為鈦酸鋰，所述導(dǎo)電劑為碳纖維，通過(guò)添加鈦酸鋰，其晶體在嵌入或脫出鋰離子時(shí)晶格常數(shù)和體積變化都很小，在多次充放電循環(huán)中，能夠避免由于電極材料來(lái)回伸縮導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)損壞，提高電極的循環(huán)性能和使用壽命，降低因結(jié)構(gòu)受損導(dǎo)致的比容量衰減，通過(guò)添加碳纖維，由于碳纖維的線(xiàn)性結(jié)構(gòu)，能夠在電極中形成良好的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，能夠降低電池內(nèi)阻及改善電池性能。

進(jìn)一步的，抗氧劑包括二氧化硅、三氧化二鋁、五氧化二磷和三氧化二硼，通過(guò)將抗氧劑涂敷于電極表面，使得微納米陶瓷粉在電極表面形成抗氧化涂層，能夠避免電極由于氧化導(dǎo)致無(wú)效損耗，從而提高電極的使用壽命。

本發(fā)明中通過(guò)以鋰離子嵌入脫出時(shí)晶體常數(shù)和體積變化較小的鈦酸鋰作為鈦酸鹽，提供較為堅(jiān)固的電極結(jié)構(gòu)，并且通過(guò)添加有鈦酸鹽作為充放電材料，其充放電時(shí)xLi++xe-+ 6C?LixC6，充電時(shí)鋰離子插入，放電時(shí)鋰離子脫插，其中通過(guò)添加有膠合劑并以膠合劑中的丁苯橡膠、天然橡膠和羧甲基纖維素鈉提供粘結(jié)力，保持電極結(jié)構(gòu)的完整性，其中由于丁苯橡膠與天然橡膠的分子結(jié)構(gòu)相似，丁苯橡膠與天然橡膠的相容性好，通過(guò)混有天然橡膠能夠解決因丁苯橡膠中因反式結(jié)構(gòu)多、結(jié)構(gòu)不規(guī)整以及側(cè)基上帶有苯環(huán)結(jié)構(gòu)，而導(dǎo)致的膠料彈性低的問(wèn)題，通過(guò)在電極表面涂覆有由抗氧劑形成的涂層，能夠避免由于電極氧化造成的無(wú)效損耗，確保電極的使用壽命，另外抗氧劑中的二氧化硅與膠合劑中的羧甲基纖維素鈉反應(yīng)，羧甲基可通過(guò)化學(xué)鍵如共價(jià)鍵等與硅相連，并且連接力較強(qiáng),可保持硅顆粒之間的連接，能夠在硅表面形成類(lèi)似固體電解質(zhì)相界面膜的包覆，抑制電解液的分解，從而避免電池多次充放電后的容量降低。

請(qǐng)參閱圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種鋰電池負(fù)極材料的燒結(jié)制備方法，具體步驟如下：

1.將碳酸鋰39-57份投入水溫為10-25℃的水中后向水中充入二氧化碳?xì)怏w形成懸浮液，并將鈦酸鹽27-35份、導(dǎo)電劑9-14份加入于水中形成水解液，碳酸鋰無(wú)機(jī)物微溶于水，并且溫度越高溶解度越低，通過(guò)充入二氧化碳?xì)怏w，能夠使得碳酸鋰轉(zhuǎn)變?yōu)樗崾教妓猁}，從而便于鋰離子的溶解；

2.將懸浮液與水解液混合并加入石墨25-36份與膠合劑5-11份形成混合液，對(duì)混合液以5-15rpm/min的轉(zhuǎn)速攪拌18-32min后，對(duì)混合液進(jìn)行加熱去水形成糊狀物，并對(duì)糊狀物進(jìn)行三個(gè)階段的燒結(jié)烘干形成電極坯料，其中三個(gè)階段即升溫階段、保溫階段和降溫階段，升溫階段時(shí)加熱溫度為50-1050℃，保溫階段加熱溫度為1050-1350℃，降溫階段將溫度降至常溫，通過(guò)對(duì)混合液進(jìn)行攪拌，以便于后續(xù)形成的糊狀物內(nèi)各組分的均勻分布，確保制備的電極材料的質(zhì)量，升溫階段時(shí)主要用于糊狀物內(nèi)水分的蒸發(fā)，保溫階段通過(guò)在高溫下將鋰離子的分布狀態(tài)保持下來(lái)；

3.在室溫下將抗氧劑3-9份投入水中攪拌均勻后形成粘度為2-10mPa·s的保護(hù)液，將保護(hù)液涂敷于電極坯料表面并烘干，在電極坯料表面形成厚度為8-22μm的保護(hù)涂層，粘度的大小決定著保護(hù)涂層的質(zhì)量，進(jìn)而影響電極的性能，當(dāng)保護(hù)涂層的厚度較薄時(shí)不便于電極的抗氧化，厚度較厚時(shí)影響電池內(nèi)物質(zhì)的利用效果，即影響電池的充放電性能；

4.將電極坯料經(jīng)過(guò)壓輥碾壓后，通過(guò)模具銑刀去除電極坯料的多余部分，并且模具銑刀在切除多余坯料時(shí)，使用水溶性切削液澆筑于刀身，產(chǎn)生符合要求的鋰電池負(fù)極材料，通過(guò)澆筑有水溶性切削液能夠防止銑刀的磨損以及避免粉塵的飛散。

根據(jù)鋰電池負(fù)極材料中不同原料的用量以及工藝參數(shù)的不同，通過(guò)以下具體的實(shí)施例來(lái)對(duì)本發(fā)明提供的一種鋰電池負(fù)極材料進(jìn)一步說(shuō)明。

實(shí)施例1

1.將碳酸鋰39份投入水溫為10℃的水中后向水中充入二氧化碳?xì)怏w形成懸浮液，并將鈦酸鹽27份、導(dǎo)電劑9份加入于水中形成水解液，碳酸鋰無(wú)機(jī)物微溶于水，并且溫度越高溶解度越低，通過(guò)充入二氧化碳?xì)怏w，能夠使得碳酸鋰轉(zhuǎn)變?yōu)樗崾教妓猁}，從而便于鋰離子的溶解；

2.將懸浮液與水解液混合并加入石墨25份與膠合劑5份形成混合液，對(duì)混合液以5rpm/min的轉(zhuǎn)速攪拌18min后，對(duì)混合液進(jìn)行加熱去水形成糊狀物，并對(duì)糊狀物進(jìn)行三個(gè)階段的燒結(jié)烘干形成電極坯料，其中三個(gè)階段即升溫階段、保溫階段和降溫階段，升溫階段時(shí)加熱溫度為50℃，保溫階段加熱溫度為1050℃，降溫階段將溫度降至常溫，通過(guò)對(duì)混合液進(jìn)行攪拌，以便于后續(xù)形成的糊狀物內(nèi)各組分的均勻分布，確保制備的電極材料的質(zhì)量，升溫階段時(shí)主要用于糊狀物內(nèi)水分的蒸發(fā)，保溫階段通過(guò)在高溫下將鋰離子的分布狀態(tài)保持下來(lái)；

3.在室溫下將抗氧劑3份投入水中攪拌均勻后形成粘度為2mPa·s的保護(hù)液，將保護(hù)液涂敷于電極坯料表面并烘干，在電極坯料表面形成厚度為8μm的保護(hù)涂層，粘度的大小決定著保護(hù)涂層的質(zhì)量，進(jìn)而影響電極的性能，當(dāng)保護(hù)涂層的厚度較薄時(shí)不便于電極的抗氧化，厚度較厚時(shí)影響電池內(nèi)物質(zhì)的利用效果，即影響電池的充放電性能；

4.將電極坯料經(jīng)過(guò)壓輥碾壓后，通過(guò)模具銑刀去除電極坯料的多余部分，并且模具銑刀在切除多余坯料時(shí)，使用水溶性切削液澆筑于刀身，產(chǎn)生符合要求的鋰電池負(fù)極材料，通過(guò)澆筑有水溶性切削液能夠防止銑刀的磨損以及避免粉塵的飛散。

實(shí)施例2

1.將碳酸鋰44份投入水溫為15℃的水中后向水中充入二氧化碳?xì)怏w形成懸浮液，并將鈦酸鹽29份、導(dǎo)電劑10份加入于水中形成水解液，碳酸鋰無(wú)機(jī)物微溶于水，并且溫度越高溶解度越低，通過(guò)充入二氧化碳?xì)怏w，能夠使得碳酸鋰轉(zhuǎn)變?yōu)樗崾教妓猁}，從而便于鋰離子的溶解；

2.將懸浮液與水解液混合并加入石墨29份與膠合劑6份形成混合液，對(duì)混合液以7rpm/min的轉(zhuǎn)速攪拌21min后，對(duì)混合液進(jìn)行加熱去水形成糊狀物，并對(duì)糊狀物進(jìn)行三個(gè)階段的燒結(jié)烘干形成電極坯料，其中三個(gè)階段即升溫階段、保溫階段和降溫階段，升溫階段時(shí)加熱溫度為350℃，保溫階段加熱溫度為1150℃，降溫階段將溫度降至常溫，通過(guò)對(duì)混合液進(jìn)行攪拌，以便于后續(xù)形成的糊狀物內(nèi)各組分的均勻分布，確保制備的電極材料的質(zhì)量，升溫階段時(shí)主要用于糊狀物內(nèi)水分的蒸發(fā)，保溫階段通過(guò)在高溫下將鋰離子的分布狀態(tài)保持下來(lái)；

3.在室溫下將抗氧劑4份投入水中攪拌均勻后形成粘度為3mPa·s的保護(hù)液，將保護(hù)液涂敷于電極坯料表面并烘干，在電極坯料表面形成厚度為11μm的保護(hù)涂層，粘度的大小決定著保護(hù)涂層的質(zhì)量，進(jìn)而影響電極的性能，當(dāng)保護(hù)涂層的厚度較薄時(shí)不便于電極的抗氧化，厚度較厚時(shí)影響電池內(nèi)物質(zhì)的利用效果，即影響電池的充放電性能；

4.將電極坯料經(jīng)過(guò)壓輥碾壓后，通過(guò)模具銑刀去除電極坯料的多余部分，并且模具銑刀在切除多余坯料時(shí)，使用水溶性切削液澆筑于刀身，產(chǎn)生符合要求的鋰電池負(fù)極材料，通過(guò)澆筑有水溶性切削液能夠防止銑刀的磨損以及避免粉塵的飛散。

實(shí)施例3

1.將碳酸鋰51份投入水溫為15℃的水中后向水中充入二氧化碳?xì)怏w形成懸浮液，并將鈦酸鹽31份、導(dǎo)電劑11份加入于水中形成水解液，碳酸鋰無(wú)機(jī)物微溶于水，并且溫度越高溶解度越低，通過(guò)充入二氧化碳?xì)怏w，能夠使得碳酸鋰轉(zhuǎn)變?yōu)樗崾教妓猁}，從而便于鋰離子的溶解；

2.將懸浮液與水解液混合并加入石墨31份與膠合劑8份形成混合液，對(duì)混合液以9rpm/min的轉(zhuǎn)速攪拌24min后，對(duì)混合液進(jìn)行加熱去水形成糊狀物，并對(duì)糊狀物進(jìn)行三個(gè)階段的燒結(jié)烘干形成電極坯料，其中三個(gè)階段即升溫階段、保溫階段和降溫階段，升溫階段時(shí)加熱溫度為600℃，保溫階段加熱溫度為1200℃，降溫階段將溫度降至常溫，通過(guò)對(duì)混合液進(jìn)行攪拌，以便于后續(xù)形成的糊狀物內(nèi)各組分的均勻分布，確保制備的電極材料的質(zhì)量，升溫階段時(shí)主要用于糊狀物內(nèi)水分的蒸發(fā)，保溫階段通過(guò)在高溫下將鋰離子的分布狀態(tài)保持下來(lái)；

3.在室溫下將抗氧劑6份投入水中攪拌均勻后形成粘度為5mPa·s的保護(hù)液，將保護(hù)液涂敷于電極坯料表面并烘干，在電極坯料表面形成厚度為14μm的保護(hù)涂層，粘度的大小決定著保護(hù)涂層的質(zhì)量，進(jìn)而影響電極的性能，當(dāng)保護(hù)涂層的厚度較薄時(shí)不便于電極的抗氧化，厚度較厚時(shí)影響電池內(nèi)物質(zhì)的利用效果，即影響電池的充放電性能；

4.將電極坯料經(jīng)過(guò)壓輥碾壓后，通過(guò)模具銑刀去除電極坯料的多余部分，并且模具銑刀在切除多余坯料時(shí)，使用水溶性切削液澆筑于刀身，產(chǎn)生符合要求的鋰電池負(fù)極材料，通過(guò)澆筑有水溶性切削液能夠防止銑刀的磨損以及避免粉塵的飛散。

實(shí)施例4

1.將碳酸鋰55份投入水溫為20℃的水中后向水中充入二氧化碳?xì)怏w形成懸浮液，并將鈦酸鹽33份、導(dǎo)電劑13份加入于水中形成水解液，碳酸鋰無(wú)機(jī)物微溶于水，并且溫度越高溶解度越低，通過(guò)充入二氧化碳?xì)怏w，能夠使得碳酸鋰轉(zhuǎn)變?yōu)樗崾教妓猁}，從而便于鋰離子的溶解；

2.將懸浮液與水解液混合并加入石墨34份與膠合劑9份形成混合液，對(duì)混合液以12rpm/min的轉(zhuǎn)速攪拌29min后，對(duì)混合液進(jìn)行加熱去水形成糊狀物，并對(duì)糊狀物進(jìn)行三個(gè)階段的燒結(jié)烘干形成電極坯料，其中三個(gè)階段即升溫階段、保溫階段和降溫階段，升溫階段時(shí)加熱溫度為900℃，保溫階段加熱溫度為1250℃，降溫階段將溫度降至常溫，通過(guò)對(duì)混合液進(jìn)行攪拌，以便于后續(xù)形成的糊狀物內(nèi)各組分的均勻分布，確保制備的電極材料的質(zhì)量，升溫階段時(shí)主要用于糊狀物內(nèi)水分的蒸發(fā)，保溫階段通過(guò)在高溫下將鋰離子的分布狀態(tài)保持下來(lái)；

3.在室溫下將抗氧劑8份投入水中攪拌均勻后形成粘度為9mPa·s的保護(hù)液，將保護(hù)液涂敷于電極坯料表面并烘干，在電極坯料表面形成厚度為18μm的保護(hù)涂層，粘度的大小決定著保護(hù)涂層的質(zhì)量，進(jìn)而影響電極的性能，當(dāng)保護(hù)涂層的厚度較薄時(shí)不便于電極的抗氧化，厚度較厚時(shí)影響電池內(nèi)物質(zhì)的利用效果，即影響電池的充放電性能；

4.將電極坯料經(jīng)過(guò)壓輥碾壓后，通過(guò)模具銑刀去除電極坯料的多余部分，并且模具銑刀在切除多余坯料時(shí)，使用水溶性切削液澆筑于刀身，產(chǎn)生符合要求的鋰電池負(fù)極材料，通過(guò)澆筑有水溶性切削液能夠防止銑刀的磨損以及避免粉塵的飛散。

實(shí)施例5

1.將碳酸鋰57份投入水溫為25℃的水中后向水中充入二氧化碳?xì)怏w形成懸浮液，并將鈦酸鹽35份、導(dǎo)電劑14份加入于水中形成水解液，碳酸鋰無(wú)機(jī)物微溶于水，并且溫度越高溶解度越低，通過(guò)充入二氧化碳?xì)怏w，能夠使得碳酸鋰轉(zhuǎn)變?yōu)樗崾教妓猁}，從而便于鋰離子的溶解；

2.將懸浮液與水解液混合并加入石墨36份與膠合劑11份形成混合液，對(duì)混合液以15rpm/min的轉(zhuǎn)速攪拌32min后，對(duì)混合液進(jìn)行加熱去水形成糊狀物，并對(duì)糊狀物進(jìn)行三個(gè)階段的燒結(jié)烘干形成電極坯料，其中三個(gè)階段即升溫階段、保溫階段和降溫階段，升溫階段時(shí)加熱溫度為1050℃，保溫階段加熱溫度為1350℃，降溫階段將溫度降至常溫，通過(guò)對(duì)混合液進(jìn)行攪拌，以便于后續(xù)形成的糊狀物內(nèi)各組分的均勻分布，確保制備的電極材料的質(zhì)量，升溫階段時(shí)主要用于糊狀物內(nèi)水分的蒸發(fā)，保溫階段通過(guò)在高溫下將鋰離子的分布狀態(tài)保持下來(lái)；

3.在室溫下將抗氧劑9份投入水中攪拌均勻后形成粘度為10mPa·s的保護(hù)液，將保護(hù)液涂敷于電極坯料表面并烘干，在電極坯料表面形成厚度為22μm的保護(hù)涂層，粘度的大小決定著保護(hù)涂層的質(zhì)量，進(jìn)而影響電極的性能，當(dāng)保護(hù)涂層的厚度較薄時(shí)不便于電極的抗氧化，厚度較厚時(shí)影響電池內(nèi)物質(zhì)的利用效果，即影響電池的充放電性能；

4.將電極坯料經(jīng)過(guò)壓輥碾壓后，通過(guò)模具銑刀去除電極坯料的多余部分，并且模具銑刀在切除多余坯料時(shí)，使用水溶性切削液澆筑于刀身，產(chǎn)生符合要求的鋰電池負(fù)極材料，通過(guò)澆筑有水溶性切削液能夠防止銑刀的磨損以及避免粉塵的飛散。

實(shí)施例6

1.將碳酸鋰45份投入水溫為15℃的水中后向水中充入二氧化碳?xì)怏w形成懸浮液，并將鈦酸鹽30份、導(dǎo)電劑9份加入于水中形成水解液，碳酸鋰無(wú)機(jī)物微溶于水，并且溫度越高溶解度越低，通過(guò)充入二氧化碳?xì)怏w，能夠使得碳酸鋰轉(zhuǎn)變?yōu)樗崾教妓猁}，從而便于鋰離子的溶解；

2.將懸浮液與水解液混合并加入石墨33份與膠合劑8份形成混合液，對(duì)混合液以10rpm/min的轉(zhuǎn)速攪拌25min后，對(duì)混合液進(jìn)行加熱去水形成糊狀物，并對(duì)糊狀物進(jìn)行三個(gè)階段的燒結(jié)烘干形成電極坯料，其中三個(gè)階段即升溫階段、保溫階段和降溫階段，升溫階段時(shí)加熱溫度為800℃，保溫階段加熱溫度為1250℃，降溫階段將溫度降至常溫，通過(guò)對(duì)混合液進(jìn)行攪拌，以便于后續(xù)形成的糊狀物內(nèi)各組分的均勻分布，確保制備的電極材料的質(zhì)量，升溫階段時(shí)主要用于糊狀物內(nèi)水分的蒸發(fā)，保溫階段通過(guò)在高溫下將鋰離子的分布狀態(tài)保持下來(lái)；

3.在室溫下將抗氧劑7份投入水中攪拌均勻后形成粘度為8mPa·s的保護(hù)液，將保護(hù)液涂敷于電極坯料表面并烘干，在電極坯料表面形成厚度為20μm的保護(hù)涂層，粘度的大小決定著保護(hù)涂層的質(zhì)量，進(jìn)而影響電極的性能，當(dāng)保護(hù)涂層的厚度較薄時(shí)不便于電極的抗氧化，厚度較厚時(shí)影響電池內(nèi)物質(zhì)的利用效果，即影響電池的充放電性能；

4.將電極坯料經(jīng)過(guò)壓輥碾壓后，通過(guò)模具銑刀去除電極坯料的多余部分，并且模具銑刀在切除多余坯料時(shí)，使用水溶性切削液澆筑于刀身，產(chǎn)生符合要求的鋰電池負(fù)極材料，通過(guò)澆筑有水溶性切削液能夠防止銑刀的磨損以及避免粉塵的飛散。

實(shí)施例7

1.將碳酸鋰42份投入水溫為15℃的水中后向水中充入二氧化碳?xì)怏w形成懸浮液，并將鈦酸鹽35份、導(dǎo)電劑12份加入于水中形成水解液，碳酸鋰無(wú)機(jī)物微溶于水，并且溫度越高溶解度越低，通過(guò)充入二氧化碳?xì)怏w，能夠使得碳酸鋰轉(zhuǎn)變?yōu)樗崾教妓猁}，從而便于鋰離子的溶解；

2.將懸浮液與水解液混合并加入石墨26份與膠合劑7份形成混合液，對(duì)混合液以8rpm/min的轉(zhuǎn)速攪拌22min后，對(duì)混合液進(jìn)行加熱去水形成糊狀物，并對(duì)糊狀物進(jìn)行三個(gè)階段的燒結(jié)烘干形成電極坯料，其中三個(gè)階段即升溫階段、保溫階段和降溫階段，升溫階段時(shí)加熱溫度為450℃，保溫階段加熱溫度為1200℃，降溫階段將溫度降至常溫，通過(guò)對(duì)混合液進(jìn)行攪拌，以便于后續(xù)形成的糊狀物內(nèi)各組分的均勻分布，確保制備的電極材料的質(zhì)量，升溫階段時(shí)主要用于糊狀物內(nèi)水分的蒸發(fā)，保溫階段通過(guò)在高溫下將鋰離子的分布狀態(tài)保持下來(lái)；

3.在室溫下將抗氧劑5份投入水中攪拌均勻后形成粘度為5mPa·s的保護(hù)液，將保護(hù)液涂敷于電極坯料表面并烘干，在電極坯料表面形成厚度為8μm的保護(hù)涂層，粘度的大小決定著保護(hù)涂層的質(zhì)量，進(jìn)而影響電極的性能，當(dāng)保護(hù)涂層的厚度較薄時(shí)不便于電極的抗氧化，厚度較厚時(shí)影響電池內(nèi)物質(zhì)的利用效果，即影響電池的充放電性能；

4.將電極坯料經(jīng)過(guò)壓輥碾壓后，通過(guò)模具銑刀去除電極坯料的多余部分，并且模具銑刀在切除多余坯料時(shí)，使用水溶性切削液澆筑于刀身，產(chǎn)生符合要求的鋰電池負(fù)極材料，通過(guò)澆筑有水溶性切削液能夠防止銑刀的磨損以及避免粉塵的飛散。

實(shí)施例8

1.將碳酸鋰50份投入水溫為10℃的水中后向水中充入二氧化碳?xì)怏w形成懸浮液，并將鈦酸鹽35份、導(dǎo)電劑10份加入于水中形成水解液，碳酸鋰無(wú)機(jī)物微溶于水，并且溫度越高溶解度越低，通過(guò)充入二氧化碳?xì)怏w，能夠使得碳酸鋰轉(zhuǎn)變?yōu)樗崾教妓猁}，從而便于鋰離子的溶解；

2.將懸浮液與水解液混合并加入石墨25份與膠合劑5份形成混合液，對(duì)混合液以10rpm/min的轉(zhuǎn)速攪拌25min后，對(duì)混合液進(jìn)行加熱去水形成糊狀物，并對(duì)糊狀物進(jìn)行三個(gè)階段的燒結(jié)烘干形成電極坯料，其中三個(gè)階段即升溫階段、保溫階段和降溫階段，升溫階段時(shí)加熱溫度為1050℃，保溫階段加熱溫度為1150℃，降溫階段將溫度降至常溫，通過(guò)對(duì)混合液進(jìn)行攪拌，以便于后續(xù)形成的糊狀物內(nèi)各組分的均勻分布，確保制備的電極材料的質(zhì)量，升溫階段時(shí)主要用于糊狀物內(nèi)水分的蒸發(fā)，保溫階段通過(guò)在高溫下將鋰離子的分布狀態(tài)保持下來(lái)；

3.在室溫下將抗氧劑5份投入水中攪拌均勻后形成粘度為10mPa·s的保護(hù)液，將保護(hù)液涂敷于電極坯料表面并烘干，在電極坯料表面形成厚度為15μm的保護(hù)涂層，粘度的大小決定著保護(hù)涂層的質(zhì)量，進(jìn)而影響電極的性能，當(dāng)保護(hù)涂層的厚度較薄時(shí)不便于電極的抗氧化，厚度較厚時(shí)影響電池內(nèi)物質(zhì)的利用效果，即影響電池的充放電性能；

4.將電極坯料經(jīng)過(guò)壓輥碾壓后，通過(guò)模具銑刀去除電極坯料的多余部分，并且模具銑刀在切除多余坯料時(shí)，使用水溶性切削液澆筑于刀身，產(chǎn)生符合要求的鋰電池負(fù)極材料，通過(guò)澆筑有水溶性切削液能夠防止銑刀的磨損以及避免粉塵的飛散。

表1 實(shí)施例1-8中原料用量對(duì)比

表2 實(shí)施例1-8中工藝參數(shù)對(duì)比

對(duì)比例1

本對(duì)比例采用實(shí)施例1的工藝，只缺少膠合劑，其余不變，具體步驟如下：

1.將碳酸鋰39份投入水溫為10℃的水中后向水中充入二氧化碳?xì)怏w形成懸浮液，并將鈦酸鹽27份、導(dǎo)電劑9份加入于水中形成水解液，碳酸鋰無(wú)機(jī)物微溶于水，并且溫度越高溶解度越低，通過(guò)充入二氧化碳?xì)怏w，能夠使得碳酸鋰轉(zhuǎn)變?yōu)樗崾教妓猁}，從而便于鋰離子的溶解；

2.將懸浮液與水解液混合并加入石墨25份形成混合液，對(duì)混合液以5rpm/min的轉(zhuǎn)速攪拌18min后，對(duì)混合液進(jìn)行加熱去水形成糊狀物，并對(duì)糊狀物進(jìn)行三個(gè)階段的燒結(jié)烘干形成電極坯料，其中三個(gè)階段即升溫階段、保溫階段和降溫階段，升溫階段時(shí)加熱溫度為50℃，保溫階段加熱溫度為1050℃，降溫階段將溫度降至常溫，通過(guò)對(duì)混合液進(jìn)行攪拌，以便于后續(xù)形成的糊狀物內(nèi)各組分的均勻分布，確保制備的電極材料的質(zhì)量，升溫階段時(shí)主要用于糊狀物內(nèi)水分的蒸發(fā)，保溫階段通過(guò)在高溫下將鋰離子的分布狀態(tài)保持下來(lái)；

3.在室溫下將抗氧劑3份投入水中攪拌均勻后形成粘度為2mPa·s的保護(hù)液，將保護(hù)液涂敷于電極坯料表面并烘干，在電極坯料表面形成厚度為8μm的保護(hù)涂層，粘度的大小決定著保護(hù)涂層的質(zhì)量，進(jìn)而影響電極的性能，當(dāng)保護(hù)涂層的厚度較薄時(shí)不便于電極的抗氧化，厚度較厚時(shí)影響電池內(nèi)物質(zhì)的利用效果，即影響電池的充放電性能；

4.將電極坯料經(jīng)過(guò)壓輥碾壓后，通過(guò)模具銑刀去除電極坯料的多余部分，并且模具銑刀在切除多余坯料時(shí)，使用水溶性切削液澆筑于刀身，產(chǎn)生符合要求的鋰電池負(fù)極材料，通過(guò)澆筑有水溶性切削液能夠防止銑刀的磨損以及避免粉塵的飛散。

對(duì)比例2

本對(duì)比例采用實(shí)施例2的工藝，只缺少膠合劑，其余不變，具體步驟類(lèi)似對(duì)比例1，本對(duì)比例不再贅述。

對(duì)比例3

本對(duì)比例采用實(shí)施例3的工藝，只缺少膠合劑，其余不變，具體步驟類(lèi)似對(duì)比例1，本對(duì)比例不再贅述。

對(duì)比例4

本對(duì)比例采用實(shí)施例4的工藝，只缺少膠合劑，其余不變，具體步驟類(lèi)似對(duì)比例1，本對(duì)比例不再贅述。

對(duì)比例5

本對(duì)比例采用實(shí)施例5的工藝，只缺少膠合劑，其余不變，具體步驟類(lèi)似對(duì)比例1，本對(duì)比例不再贅述。

表3 對(duì)比例1-5中原料用量對(duì)比

表4 對(duì)比例1-5中工藝參數(shù)對(duì)比

對(duì)比例6

本對(duì)比例在對(duì)比例1的基礎(chǔ)上，又缺少了抗氧劑，其余不變，具體步驟與實(shí)施例1相似，本對(duì)比例不再贅述。

對(duì)比例7

本對(duì)比例在對(duì)比例2的基礎(chǔ)上，又缺少了導(dǎo)電劑，其余不變，具體步驟與實(shí)施例2相似，本對(duì)比例不再贅述。

對(duì)比例8

本對(duì)比例在對(duì)比例3的基礎(chǔ)上，將水溫改為30℃，其余不變，具體步驟與實(shí)施例3相似，本對(duì)比例不再贅述。

對(duì)比例9

本對(duì)比例在對(duì)比例4的基礎(chǔ)上，將攪拌轉(zhuǎn)速改為25rpm/min，其余不變，具體步驟與實(shí)施例4相似，本對(duì)比例不再贅述。

對(duì)比例10

本對(duì)比例在對(duì)比例5的基礎(chǔ)上，將攪拌時(shí)間改為15min，其余不變，具體步驟與實(shí)施例5相似，本對(duì)比例不再贅述。

對(duì)比例11

本對(duì)比例在對(duì)比例1的基礎(chǔ)上，將升溫溫度改為1100℃，其余不變，具體步驟與實(shí)施例1相似，本對(duì)比例不再贅述。

對(duì)比例12

本對(duì)比例在對(duì)比例2的基礎(chǔ)上，將保溫溫度改為900℃，其余不變，具體步驟與實(shí)施例2相似，本對(duì)比例不再贅述。

對(duì)比例13

本對(duì)比例在對(duì)比例3的基礎(chǔ)上，將粘度改為15mPa·s，其余不變，具體步驟與實(shí)施例3相似，本對(duì)比例不再贅述。

對(duì)比例14

本對(duì)比例在對(duì)比例4的基礎(chǔ)上，將厚度改為30μm，其余不變，具體步驟與實(shí)施例4相似，本對(duì)比例不再贅述。

對(duì)比例15

本對(duì)比例在對(duì)比例5的基礎(chǔ)上，將厚度改為5μm，其余不變，具體步驟與實(shí)施例5相似，本對(duì)比例不再贅述。

表5 對(duì)比例6-15中原料用量對(duì)比

表6 對(duì)比例6-15中工藝參數(shù)對(duì)比

試驗(yàn)例1

將上述實(shí)施例1-8制備的鋰電池負(fù)極材料和對(duì)比例1-15制備的鋰電池負(fù)極材料進(jìn)行充放電測(cè)試，將多次充放電的電量平均值除以電極自身重量得到放電比容量，并檢測(cè)經(jīng)過(guò)30次充放電之后的電池容量與原電池電池容量的百分比，將放電比容量和電池容量占比數(shù)據(jù)填入表7

表7 實(shí)施例與對(duì)比例制備的鋰電池負(fù)極材料的電池性能對(duì)比

根據(jù)表7所示，實(shí)施例1-8中制備的鋰電池負(fù)極材料相較于對(duì)比例1-15中制備的鋰電池負(fù)極材料，實(shí)施例鋰電池負(fù)極材料的放電比容量和電池容量占比均好于對(duì)比例鋰電池負(fù)極材料，實(shí)施例1-8中鋰電池負(fù)極材料的放電比容量均高于1879mAh/g，并且電池容量占比均高于98.1，當(dāng)對(duì)比例1-15中成分有不同減少、工藝條件有所改變時(shí)，鋰電池負(fù)極材料的放電比容量、電池容量占比均有不同程度的下降，因此可以說(shuō)明，本發(fā)明制備的鋰電池負(fù)極材料具有良好的充放電性能。

以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書(shū)中描述的僅為本發(fā)明的優(yōu)選例，并不用來(lái)限制本發(fā)明，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書(shū)及其等效物界定。

鋰電池負(fù)極材料及其燒結(jié)制備方法.PDF