技术摘要：
本发明属于锂电池材料领域，具体涉及以工业偏钛酸制备高纯纳米钛酸锂的方法。本发明所要解决的技术问题是提供一种以工业偏钛酸制备高纯纳米钛酸锂的方法，包括以下步骤：A、混合工业偏钛酸、双氧水和氨水，0～5℃反应得到混合液；B、升温混合液，向混合液中滴加锂源和  全部
背景技术：
尖晶石型Li4Ti5O12是一种新型的锂离子电池负极材料，在锂离子脱嵌过程中无体 积变化，具备超长的循环寿命、出色的安全性能、低温可工作等优点，在锂离子电池领域的 市场应用潜力被普遍看好。但受限于对原料的纯度要求高、合成成本高、产品容量较低等因 素，目前还未大规模应用于锂离子电池领域。 CN  105280908B公开了一种利用硫酸法钛白中间品工业偏钛酸制备钛酸锂的方 法，将硫酸法钛白生产过程中间品工业偏钛酸进行预处理，脱除中间品工业偏钛酸夹杂的 杂质，进行脱水烘干，然后加入锂盐进行浸泽、固化，最后升温煅烧合成钛酸锂。该方法工艺 不足之处有两点，一是需要对工业偏钛酸进行预处理除去其中的硫酸根、金属离子等杂质， 但因为工业偏钛酸比表面积大，具有很强的吸附性，仅仅靠简单的洗涤，杂质去除效果有 限，势必影响最终的产品性能；二是水解后的工业偏钛酸粒径较大，直接采用固相法与锂源 合成钛酸锂，最后生成的钛酸锂粒径偏大，性能不佳。 CN  109888272  A公开了一种低成本钛酸锂材料的制备方法，该方法合成钛酸锂的 步骤如下：(1)将工业偏钛酸与过氧化氢反应，加入适量的氨水形成稳定的过氧钛配合物溶 液；(2)按配比称取锂源加入到步骤(1)制备的过氧钛配合物溶液中，加入分散剂，搅拌形成 均匀的溶液，干燥、焙烧制得钛酸悝材料。该方法合成钛酸锂的主要不足之处有两点，一是 在整个合成流程中没有固液物料的分离，洗涤等步骤，原料中带入的杂质全部留存到产品 中，影响产品质量与性能；二是物料的溶液相直接进行干燥煅烧，极易造成物料板结和团 聚，既给工艺的后处理带来困难，也会严重影响产品的质量和性能。 CN  110092413  A公开了一种喷雾干燥－固相法制备钛酸锂的方法，该方法制备钛 酸锂包括以下步骤：(1)称取钛源，加入氨水，在第一反应条件下制得工业偏钛酸，再加入浓 硝酸，超声，制得硝酸氧钛澄清溶液；(2)称取锂源，加入分散剂、去离子水，搅拌制得第一溶 液；(3)将所述硝酸氧钛澄清溶液与所述第一溶液混合，然后用喷雾干燥机进行干燥，制得 前驱体粉末；(4)将所述前驱体粉末焙烧，冷却，制得钛酸锂。该方法合成钛酸锂的主要不足 之处有两点，一是个合成流程中没有固液物料的分离，洗涤等步骤，原料硝酸和其他杂质全 部留存到产品中，影响产品质量与性能；二是作为溶解钛的硝酸有极强腐蚀性，在制备过程 没有做相应处理而直接用于喷雾干燥，对喷雾设备危害较大，纯在较大安全隐患。
技术实现要素：
现有技术合成尖晶石钛酸锂一般分为固相法和液相法，固相法合成对原料要求 低，但存在高温煅烧时间长，产品烧结后团聚严重，性能不佳的缺点。液相法合成煅烧强度 低，产品粒径小，产品性能好，但存在对钛原料要求高，难以大批量生产的缺点。 3 CN 111573717 A 说　明　书 2/6 页 针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种以工业偏钛酸为原料制备高纯纳米钛 酸锂的方法，具有对原料要求低、产品粒径小、产物性能好等优点。 本发明以工业偏钛酸制备高纯纳米钛酸锂的方法，包括以下步骤： A、混合工业偏钛酸、双氧水和氨水，0～5℃反应得到混合液； B、升温混合液，向混合液中滴加锂源和加入分散剂，升温至60～80℃并保温； C、保温结束后，分离、洗涤、干燥、煅烧固体，得到高纯纳米钛酸锂。 具体的，上述以工业偏钛酸制备高纯纳米钛酸锂的方法步骤A中，所述混合是将工 业偏钛酸加入到双氧水和氨水的混合溶液中。 具体的，上述以工业偏钛酸制备高纯纳米钛酸锂的方法步骤A中，所述工业偏钛酸 为二次水洗后的工业偏钛酸。 具体的，上述以工业偏钛酸制备高纯纳米钛酸锂的方法步骤A中，控制双氧水物质 的量为钛5倍以上，氨水物质的量为钛2倍以上。 进一步的，上述以工业偏钛酸制备高纯纳米钛酸锂的方法步骤A中，工业偏钛酸、 双氧水、氨水的摩尔比n(Ti)﹕n(NH3·H2O)﹕n(H2O2)＝1﹕2～4﹕5～10。 更进一步的，上述以工业偏钛酸制备高纯纳米钛酸锂的方法步骤A中，工业偏钛 酸、双氧水、氨水的摩尔比n(Ti)﹕n(NH3·H2O)﹕n(H2O2)＝1﹕3～4﹕7～10。 具体的，上述以工业偏钛酸制备高纯纳米钛酸锂的方法步骤A中，所述反应时间为 1～2h。 优选的，上述以工业偏钛酸制备高纯纳米钛酸锂的方法步骤A中，所述双氧水质量 浓度为10％～30％。所述氨水质量浓度为10～20％。 具体的，上述以工业偏钛酸制备高纯纳米钛酸锂的方法步骤B中，所述锂源为硝酸 锂或氢氧化锂中至少一种。 进一步的，上述以工业偏钛酸制备高纯纳米钛酸锂的方法步骤B中，所述锂源浓度 为0.1～2mol/L。 具体的，上述以工业偏钛酸制备高纯纳米钛酸锂的方法步骤B中，所述锂源的加入 量为n(li)﹕n(Ti)＝0.85～0.95。 具体的，上述以工业偏钛酸制备高纯纳米钛酸锂的方法步骤B中，以升温结束或滴 加锂源结束后到期者为起点计算保温时间，保温时间为2～3小时。 优选的，上述以工业偏钛酸制备高纯纳米钛酸锂的方法步骤B中，控制升温与滴加 锂源同步开始。 优选的，上述以工业偏钛酸制备高纯纳米钛酸锂的方法步骤B中，控制升温与滴加 锂源同步结束。 具体的，上述以工业偏钛酸制备高纯纳米钛酸锂的方法步骤B中，所述升温速率为 3℃/min以下。优选为2～3℃/min。 具体的，上述工业偏钛酸原料制备高纯纳米钛酸锂的方法步骤B中，所述分散剂为 壬基酚聚氧乙烯醚。 优选的，上述工业偏钛酸原料制备高纯纳米钛酸锂的方法步骤B中，所述分散剂加 入量为混合液与锂源总体积的1～2％。 具体的，上述工业偏钛酸原料制备高纯纳米钛酸锂的方法步骤C中，所述干燥为喷 4 CN 111573717 A 说　明　书 3/6 页 雾干燥。 具体的，上述工业偏钛酸原料制备高纯纳米钛酸锂的方法步骤C中，所述煅烧温度 为650～750℃。时间为2～5h。 优选的，上述工业偏钛酸原料制备高纯纳米钛酸锂的方法步骤C中，所述煅烧温度 为700～750℃。时间为3～5h。 本发明方法对钛原料要求低，普通工业偏钛酸即可，不需要高纯纳米级二氧化钛 或高价有机钛原料，原料成本低；且本发明方法制备条件简单、易操作、能耗低。本发明方法 制备得到的产品为纳米级尖晶石钛酸锂，杂质含量极低，纯度极高，产品综合性能好，0.1C 容量大于170mAh/g，5C容量大于160mAh/g，产品粒径小，一次颗粒粒径约为20～50nm。 本发明方法中，水解生成的偏钛酸锂前驱体反应活性优良，在煅烧工序阶段采用 的煅烧强度明显低于常规固相法合成钛酸锂需要的煅烧强度，平均煅烧温度降低约100℃， 煅烧时间减少约8小时以上。本发明方法中，在物料溶解、水解、沉淀、过滤、洗涤的过程中， 去除了工业偏钛酸原料带入的硫酸根、铁、镁、钙、钠、钾等杂质，得到钛酸锂产品杂质含量 极低，纯度极高，性能优异。 附图说明 图1实施例1产品XRD图 图2实施例1产品SEM图