钛酸锂材料及其制备方法、负极极片及锂离子电池与流程

1.本技术涉及锂离子电池领域，尤其涉及一种钛酸锂材料及其制备方法、负极极片及锂离子电池。


背景技术：

2.锂离子电池是一种二次电池(充电电池)，包括正极、负极以及隔膜，它主要依靠锂离子在正极和负极之间往复移动来工作。钛酸锂li4ti5o
12
材料是一种“零应变”材料，其充放电前后的体积变化率极小，材料的循环性能出色，且具有优异的电化学性能和安全性能，因此，被广泛用作锂离子电池的负极材料。
3.目前，二次颗粒钛酸锂材料通常采用二次烧结的方法进行制备，具体实施时，需要对原材料依次进行一次球磨、一次干燥、一次烧结、二次球磨、二次干燥、二次烧结，工序复杂，且但这种方式不仅需要长时间的高温烧结，耗能高，而且制得的钛酸锂材料的电化学性能相对较差。


技术实现要素：

4.鉴于此，本技术提供一种钛酸锂材料及其制备方法、负极极片及锂离子电池，旨在提供一种低成本的钛酸锂材料制备方法。
5.本技术实施例是这样实现的：
6.第一方面，本技术提供一种钛酸锂材料的制备方法，包括以下步骤：
7.提供预混料，所述预混料包括钛源、锂源和水；
8.将所述预混料依次进行一次喷雾干燥、一次烧结，得到一次颗粒；
9.将所述一次颗粒和水混合形成混合物后，加入研磨体，然后进行球磨，得到浆料，其中，所述研磨体包括第一锆球和第二锆球，所述第一锆球的直径大于所述第二锆球的直径；
10.对所述浆料进行二次喷雾干燥、二次烧结，得到钛酸锂材料。
11.可选的，在本技术的一些实施例中，将所述一次颗粒和水混合形成混合物后，加入研磨体，然后进行球磨，得到浆料的步骤中，所述第一锆球的直径为0.4～0.6mm；和/或，
12.所述第二锆球的直径为0.25～0.35mm。
13.可选的，在本技术的一些实施例中，所述第一锆球的质量占所述研磨体的质量的58～62％。
14.可选的，在本技术的一些实施例中，所述球磨的时间为0.5～4h。
15.可选的，在本技术的一些实施例中，将所述预混料依次进行一次喷雾干燥、一次烧结，得到一次颗粒的步骤中，一次烧结的步骤包括：
16.以第一升温速率升温至第一温度，对经所述一次喷雾干燥得到的一次粉料恒温烧结，得到一次颗粒。
17.可选的，在本技术的一些实施例中，所述第一升温速率为5～10℃/min；和/或，
18.所述第一温度为670～770℃；和/或，
19.所述一次烧结的时间为3～4.5h。
20.可选的，在本技术的一些实施例中，对所述浆料进行二次喷雾干燥、二次烧结，得到钛酸锂材料的步骤中，所述二次烧结的步骤包括：
21.以第二升温速率升温至第二温度，对经所述二次喷雾干燥得到的二次粉料恒温烧结，得到钛酸锂材料。
22.可选的，在本技术的一些实施例中，所述第二升温速率为5～10℃/min；和/或，
23.所述第二温度为650～750℃；和/或，
24.所述二次烧结的时间为2～8h；和/或，
25.所述第一温度大于所述第二温度，且所述第一温度和所述第二温度的差值为18～22℃。
26.第二方面，本技术还提出一种钛酸锂材料，由上文所述的制备方法制得。
27.可选的，在本技术的一些实施例中，所述钛酸锂材料为二次颗粒；和/或，
28.所述钛酸锂材料的d99为30～40μm；和/或，
29.所述钛酸锂材料的克容量大于等于155mah/g。
30.第三方面，本技术还提出一种负极极片，包括钛酸锂材料，所述钛酸锂材料由上文所述的制备方法制得，或者，所述钛酸锂材料包括上文所述的钛酸锂材料。
31.第四方面，本技术提出一种锂离子电池，包括负极极片，所述负极极片包括上文所述的负极极片。
32.本技术提供的制备方法中，通过对球磨时的锆球尺寸进行调整，有效缩短了球磨时间和次数，且制得的钛酸锂材料仍具有较高克容量，在确保钛酸锂材料电性能的情况下，有效降低了生产成本和生产时间。
附图说明
33.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
34.图1是本技术实施例提出的一种钛酸锂材料的制备方法的流程示意图；
35.图2是本技术实施例1中制备的钛酸锂材料的sem图；
36.图3是本技术实施例1中制备的一次颗粒的sem图。
具体实施方式
37.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本技术保护的范围。此外，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本技术，并不用于限制本技术。
38.在本技术中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上”和“下”具体为附图
中的图面方向。另外，在本技术说明书的描述中，术语“包括”是指“包括但不限于”。
39.本技术的各种实施例可以以一个范围的形式存在；应当理解，以一范围形式的描述仅仅是因为方便及简洁，不应理解为对本技术范围的硬性限制；因此，应当认为所述的范围描述已经具体公开所有可能的子范围以及该范围内的单一数值。例如，应当认为从1到6的范围描述已经具体公开子范围，例如从1到3，从1到4，从1到5，从2到4，从2到6，从3到6等，以及所述范围内的单一数字，例如1、2、3、4、5及6，此不管范围为何皆适用。另外，每当在本文中指出数值范围，是指包括所指范围内的任何引用的数字(分数或整数)。
40.在本技术中，“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b的情况。其中a，b可以是单数或者复数。
41.在本技术中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“至少一种”、“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，“a,b,或c中的至少一项(个)”，或，“a,b,和c中的至少一项(个)”，均可以表示：a,b,c,a-b(即a和b),a-c,b-c,或a-b-c，其中a,b,c分别可以是单个，也可以是多个。
42.本技术的技术方案是这样实施的：
43.第一方面，本技术实施例提供一种钛酸锂材料。本技术中的“钛酸锂材料”包括化学式为li4ti5o
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的球形钛酸锂。
44.在一些实施例中，所述钛酸锂材料为二次粒子，d99为30～40μm，所述钛酸锂材料的表面如图2所示，具有多个孔隙，比表面积为4～12m2/g。
45.在一些实施例中，所述钛酸锂材料的振实密度大于等于0.9。
46.在一些实施例中，所述钛酸锂材料的相纯度大于99％。
47.在一些实施例中，所述钛酸锂材料的克容量大于等于155mah/g，具有较佳的电性能；在另一些实施例中，所述钛酸锂材料的克容量甚至可以达到166～171mah/g。
48.第二方面，本技术还提出钛酸锂材料的制备方法，用于制备上述钛酸锂材料。请参阅图1，所述制备方法包括以下步骤：
49.s10，提供预混料，所述预混料包括钛源、锂源和水；
50.s20，将所述预混料依次进行一次喷雾干燥、一次烧结，得到一次颗粒；
51.s30，将所述一次颗粒和水混合形成混合物后，加入研磨体，然后进行球磨，得到浆料，其中，所述研磨体包括第一锆球和第二锆球，所述第一锆球的直径大于所述第二锆球的直径；
52.s40，对所述浆料进行二次喷雾干燥、二次烧结，得到钛酸锂材料。
53.本技术提供的制备方法中，通过对球磨时的锆球尺寸进行调整，利用第一锆球冲击物料，提高球磨的冲击能力和次数，提高球磨的效率，利用第二锆球填充第一锆球间的间隙，增强其堆积密度，调控物料流速，以及粗、细物料的分布位置，增加粗物料和第一锆球的接触几率，在提高球磨效率的同时，确保球磨效果，有效缩短了球磨时间和次数，且制得的钛酸锂材料仍具有较高克容量，在确保钛酸锂材料电性能的情况下，有效降低了生产成本和生产时间。
54.在一些实施例中，步骤s10中：所述钛源包括但不限于二氧化钛、氢氧化钛、偏钛酸
和tio(oh)2中的一种或多种；所述锂源包括但不限于锂盐、氧化锂、氢氧化锂中的一种或多种，所述锂盐包括碳酸锂、草酸锂中的一种或多种；所述水可以为去离子水。所述钛源中的钛元素和所述锂源中的锂元素的摩尔比可以为1:(0.8～0.88)，例如可以是1:0.8、1:0.81、1:0.82、1:0.84、1:0.85、1:0.87、1:0.88以及上述列举的任意两个数值之间的值。所述预混料中，所述锂源和所述钛源的含量为14％～20％，例如可以是14％、15％、16％、17％、18％、19％、20％以及上述列举的任意两个数值之间的值。
55.具体实施时，所述步骤s10之前还包括制备预混料的步骤：将原料组分混合，在1000～4000rpm转速下搅拌90～180min，得到预混料。所述原料组分包括钛源、锂源和水。
56.在一些实施例中，所述预混料还可以包括分散剂，所述分散剂可以是异丙醇、乙醇、丙酮中的一种或多种。所述分散剂和所述水的体积比为1:99～5：95。相应的，上述制备预混料的步骤中，所述原料组分还包括分散剂。
57.在一些实施例中，步骤s20中，经过所述一次喷雾干燥，可以制得一次粉料。所述一次喷雾干燥时，工艺参数为：进风温度为220～360℃，出风温度为85～120℃，通过调控喷雾干燥时的进风温度和出风温度在此范围内，可以调控一次粉料的粒径分布，进而提升终产物钛酸锂二次颗粒的性能。
58.具体的，在一些实施例中，所述进风温度为220～360℃，例如可以是220℃、230℃、250℃、260℃、270℃、280℃、300℃、320℃、340℃、360℃以及上述列举的任意两个数值之间的值；所述出风温度为85～120℃，例如可以是85℃、90℃、95℃、100℃、105℃、110℃、115℃、120℃以及上述列举的任意两个数值之间的值。
59.在一些实施例中，步骤s20中，经过所述一次烧结，可以制得一次颗粒。所述一次烧结时，工艺参数为：一次烧结的温度为670～770℃，例如可以是670℃、690℃、700℃、720℃、750℃、770℃以及上述列举的任意两个数值之间的值；一次烧结的时间可以是3～4.5h，例如可以是3h、3.1h、3.2h、3.5h、3.8h、3.9h、4h、4.1h、4.2h、4.5h以及上述列举的任意两个数值之间的值。
60.在一些实施例中，一次烧结时采用梯度升温的方式，具体的，一次烧结的步骤可以按照如下步骤实施：以第一升温速率升温至670～770℃，对所述粉料恒温烧结3～4.5h。可以理解的是，所述一次烧结的时间是指整个烧结阶段的时间，例如可以是从升温开始到恒温烧结结束的时间。采用梯度升温的方式可以有效提高热处理效果，提高热量的利用度。在一些实施例中，所述第一升温速率为5～10℃/min；例如可以是5℃/min、6℃/min、7℃/min、8℃/min、9℃/min、10℃/min以及上述列举的任意两个数值之间的值；控制升温速率在此范围内，可以很好地调控产品的粒径分布，避免板结或过于松散，从而在用于制作电池时，避免出现白点等问题。
61.在一些实施例中，步骤s20之后，步骤s30之前，还包括对一次颗粒进行筛分的步骤，过筛时，采用的筛网的规格为100～300目筛网，经过该规格的筛网的筛分，有助于提升一次颗粒在步骤s30中球磨的效果。
62.在一些实施例中，步骤s30中，第一锆球的直径为0.4～0.6mm，第二锆球的直径为0.25～0.35mm。
63.进一步地，在一些实施例中，所述第一锆球的质量占所述研磨体的质量的58～62％；例如可以是58％、59％、60％、61％、62％以及上述列举的任意两个数值之间的值。
64.通过对锆球进行优化，控制锆球尺寸或大小球占比在此范围内，可以大幅度提高球磨的效率和效果，一方面将球磨时间缩短在4h以下，另一方面，经球磨后得到的一次浆料中颗粒的比表面积bet可以达到大于等于100m2/g的值，从而可以在确保终产物品质的前提下，缩短球磨时间，进而有效降低球磨时的能耗，降低生产成本。
65.进一步地，在一些实施例中，所述球磨的时间为0.5～4h，例如可以是0.5h、1h、2h、3h、4h以及上述列举的任意两个数值之间的值；经过上述球磨条件的优化，整个制备流程只需一次球磨处理，且球磨时间被大幅度削减，只需0.5～4h。在另一些实施例中，所述球磨的时间为1～4h，有助于提高材料的品质，制得的二次颗粒钛酸锂的克容量可以达到166～171mah/g。
66.在一些实施例中，步骤s40中，经过所述二次喷雾干燥，可以制得二次粉料。所述二次喷雾干燥时，工艺参数为：进风温度为220～360℃，出风温度为85～120℃，通过调控喷雾干燥时的进风温度和出风温度在此范围内，可以调控二次粉料的粒径分布，进而提升终产物钛酸锂二次颗粒的性能。
67.具体的，在一些实施例中，所述二次喷雾干燥时，所述进风温度为220～360℃，例如可以是220℃、230℃、250℃、260℃、270℃、280℃、300℃、320℃、340℃、360℃以及上述列举的任意两个数值之间的值；所述出风温度为85～120℃，例如可以是85℃、90℃、95℃、100℃、105℃、110℃、115℃、120℃以及上述列举的任意两个数值之间的值。
68.在一些实施例中，步骤s20中，经过所述二次烧结，可以制得二次颗粒。所述二次烧结时，二次烧结的步骤可以按照如下步骤实施：以第二升温速率升温至第二温度，对所述粉料进行恒温烧结。
69.其中，所述第二温度为650～750℃；例如可以是650℃、700℃、750℃以及上述列举的任意两个数值之间的值。通过在烧结工序中控制梯度升温烧结，可以提高热量利用度，在较低温度下有效反应制得具有较高相纯度、以及符合粒径分布要求的钛酸锂，减少杂质，避免团聚、板结，从而有助于提高其电性能。二次烧结的时间可以是2～8h，例如可以是2h、3h、4h、5h、6h、7h、8h以及上述列举的任意两个数值之间的值。可以理解的是，所述二次烧结的时间是指整个烧结阶段的时间，例如可以是从升温开始到恒温烧结结束的时间。
70.所述第二升温速率为5～10℃/min；例如可以是5℃/min、6℃/min、7℃/min、8℃/min、9℃/min、10℃/min以及上述列举的任意两个数值之间的值；控制升温速率在此范围内，可以很好地调控产品的粒径分布，避免板结或过于松散，从而在用于制作电池时，避免出现白点等问题。
71.本技术制备方法制备钛酸锂材料，在一定程度上降低了二次烧结温度，相对降低了能耗，进一步降低了成本。
72.在一些实施例中，所述一次烧结的温度高于二次烧结的温度，且差值在18～22℃范围内。在高温下进行一次烧结，促进钛酸锂晶型初步形成，然后在相对较低的温度下进一步烧结，促进晶型完善，消除晶体缺陷，提高材料品质；本实施例控制两次烧结的温度差在此范围内，可以在制备出高品质材料的情况下，尽可能的降低烧结温度，降低成本。
73.在一些实施例中，在二次烧结之后，还包括过筛步骤，以调控产品的粒径分布。具体地，进行过筛时，可以选用规格为200～400目的筛网；所述筛网的孔径规格可以是200目、220目、250目、300目、350目、400目等等。
74.第三方面，本技术还提出一种负极极片，所述负极极片包括钛酸锂材料，所述钛酸锂材料包括上文所述的钛酸锂材料，或者，所述钛酸锂材料由上文所述的制备方法制得。
75.例如，在一些具体实施例中，所述负极极片的原材料包括但不限于钛酸锂材料、导电剂、粘结剂及n-甲基吡络烷酮，将原材料混合球磨，制成浆料后，涂覆在铝箔上，经真空干燥，即可制得负极极片。
76.第四方面，本技术还提出一种锂离子电池，所述锂离子电池包括负极极片，所述负极极片包括上文所述的负极极片。
77.下面通过具体实施例、对比例对本技术的技术方案及技术效果进行详细说明，以下实施例仅仅是本技术的部分实施例，并非对本技术作出具体限定。
78.实施例1
79.(1)预混料：按照二氧化钛(tio2)和碳酸锂(li2co3)的摩尔比为2:0.8，异丙醇和去离子水的体积比为5:95，固含量(预混料中二氧化钛和碳酸锂的总质量百分含量)为18％的比例，取二氧化钛、碳酸锂、异丙醇和去离子水，然后进行混合，在2000rpm下搅拌120min，得到预混料。
80.(2)一次喷雾干燥：将预混料进行喷雾干燥处理，进风温度设置为260℃，出风温度设置为100℃，得到一次粉料。
81.(3)一次烧结：将一次粉料进行烧结，填充至氧化铝坩埚内，再放入马弗炉内，于空气内烧结，得到具有一次颗粒结构的钛酸锂颗粒。烧结时，先以8℃/min的速率升温至750℃，然后恒温烧结6h。通过扫描电子显微镜(sem)观测一次颗粒，结果如图3所示。
82.(4)一次过筛：将一次颗粒过200目筛。
83.(5)球磨：在球磨机中填入研磨体，所述研磨体为第一锆球(直径为0.4～0.6mm)和第二锆球(直径为0.25～0.35mm)，研磨体中，第一锆球的质量百分含量为60％；然后将步骤(4)制得的颗粒，送入球磨机中，设置球磨时间为0.5h，球磨制得浆料。
84.(6)二次喷雾干燥：将浆料进行喷雾干燥处理，进风温度设置为280℃，出风温度设置为100℃，得到二次粉料。
85.(7)二次烧结：将二次粉料进行烧结，然后过200目筛，得到具有二次颗粒结构的钛酸锂材料。其中：烧结时，先以8℃/min的速率升温至730℃，然后恒温烧结6h。通过扫描电子显微镜(sem)观测钛酸锂材料，结果如图2所示。
86.实施例2
87.本实施例与实施例1基本相同，区别仅在于，本实施例步骤(5)中，球磨时间为1h。
88.实施例3
89.本实施例与实施例1基本相同，区别仅在于，本实施例步骤(5)中，球磨时间为2h。
90.实施例4
91.本实施例与实施例1基本相同，区别仅在于，本实施例步骤(5)中，球磨时间为4h。
92.实施例5
93.本实施例与实施例2基本相同，区别仅在于，本实施例步骤(6)中，二次烧结的温度改为750℃。
94.实施例6
95.本实施例与实施例2基本相同，区别仅在于，本实施例步骤(6)中，二次烧结的温度
改为650℃。
96.实施例7
97.本实施例与实施例2基本相同，区别仅在于，本实施例步骤(6)中，二次烧结的温度改为600℃。
98.实施例8
99.本实施例与实施例2基本相同，区别仅在于，本实施例步骤(6)中，二次烧结的条件改为730℃恒温烧结6h。
100.对比例1
101.本对比例采用传统二次烧结工艺制备钛酸锂材料，制得的材料为二次粒子结构。制备方法为：
102.(1)预混料：按照二氧化钛(tio2)和碳酸锂(li2co3)的摩尔比为2:0.8，异丙醇和去离子水的体积比为5:95，固含量(预混料中二氧化钛和碳酸锂的总质量百分含量)为18％的比例，取二氧化钛、碳酸锂、异丙醇和去离子水，然后进行混合，在2000rpm下搅拌120min，得到预混料。
103.(2)一次球磨：在球磨机中填充规格为φ0.2mm-φ0.4mm锆球后，向其中加入预混料进行球磨，设定球磨时间为2h，得到d99为2μm的一次浆料。
104.(3)一次喷雾干燥：将一次浆料进行喷雾干燥处理，进风温度设置为280℃，出风温度设置为120℃，得到一次粉料。
105.(3)一次烧结：将一次粉料进行烧结，得到具有一次颗粒结构的钛酸锂颗粒。烧结时，先升温至780℃，然后恒温烧结4h。
106.(6)二次球磨：将步骤(3)制得的钛酸锂颗粒过200目筛后，送入球磨机中，设置球磨时间为4h，球磨制得二次浆料。
107.(5)二次喷雾干燥：将二次浆料进行喷雾干燥处理，进风温度设置为280℃，出风温度设置为115℃，得到二次粉料。
108.(6)二次烧结：将二次粉料进行烧结，然后过200目筛，得到具有二次颗粒结构的钛酸锂材料。其中：烧结时，先升温至780℃，然后恒温烧结4h。
109.对比例2
110.本对比例与实施例1基本相同，区别仅在于，本对比例步骤(5)中，球磨时间为0.5h，但球磨条件改为常规的设计：球磨机内填充0.2mm-0.4mm锆球。
111.对比例3
112.本对比例与实施例1基本相同，区别仅在于，本对比例步骤(5)中，球磨时间为0.5h，但球磨条件改为超出本技术保护范围的设计：研磨体中，第一锆球的质量百分含量为70％。
113.对比例4
114.本对比例与实施例4基本相同，区别仅在于，本对比例步骤(5)中，球磨时间为4h，但球磨条件改为常规的设计：球磨机内填充0.2mm-0.4mm锆球。
115.实验例
116.取上述实施例和对比例制得的钛酸锂材料，制成扣式电池。具体步骤如下：
117.称取钛酸锂材料、super pll导电炭黑和pvdf按照9:0.5:0.5的质量比球磨混匀，
然后在铝箔集流体上涂覆成薄膜，80℃下干燥后切成直径为14mm的极片。
118.扣式电池的制备：以金属锂片为负极，以上述步骤制得的极片为正极，加入隔膜、电解液，泡沫镍组装成cr2025型实验室扣式电池。
119.(一)检测各实施例和对比例制得的钛酸锂材料的比表面积、相纯度和克容量，结果记入表1。检测方法如下：
120.比表面积：采用麦克tristar 3000比表面积测试仪进行测试；
121.相纯度：相纯度采用miniflex 600x射线衍射仪进行测试；
122.克容量：取上述实施例以及对比例中制得的扣式电池，静置8h后，放置于新威测试系统中，检测克容量。
123.表1
[0124][0125]
从上表可以看出，各实施例钛酸锂材料均具有高于155mah/h的克容量，且其中实施例2至6和实施例8的克容量甚至赶超了对比例1的传统二次烧结工艺制得的材料，说明本技术提出的方法可以在确保高克容量的前提下，缩短球磨时间，降低生产成本；
[0126]
进一步地，将实施例1和对比例2、3对比，将实施例4和对比例4对比，可以看出，实施例1和4具有远高于对比例更高的克容量，说明采用第一锆球和第二锆球搭配的方案，可以提高球磨效果，在缩短球磨时间的情况下达到预期的效果。
[0127]
(二)取上述实施例以及对比例中制得的扣式电池，静置8h后，放置于新威测试系统中，进行充放电测试，结果如表2所示。
[0128]
表2
[0129][0130]
从表2可以看出，在相同倍率下的充放电容量保持率上，各实施例钛酸锂材料制得的锂离子电池均优于对比例2-4，且相对来说，接近于甚至超过对比例1，说明相较传统二次烧结工艺，本技术制备方法制得的钛酸锂材料同样具有优异的电性能，用于制作电池时，有助于获得高性能的电池。
[0131]
以上对本技术实施例所提供的钛酸锂材料及其制备方法、负极极片及锂离子电池进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本技术的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本技术的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本技术的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本技术的限制。

技术特征：
1.一种钛酸锂材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：提供预混料，所述预混料包括钛源、锂源和水；将所述预混料依次进行一次喷雾干燥、一次烧结，得到一次颗粒；将所述一次颗粒和水混合形成混合物后，加入研磨体，然后进行球磨，得到浆料，其中，所述研磨体包括第一锆球和第二锆球，所述第一锆球的直径大于所述第二锆球的直径；对所述浆料进行二次喷雾干燥、二次烧结，得到钛酸锂材料。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，将所述一次颗粒和水混合形成混合物后，加入研磨体，然后进行球磨，得到浆料的步骤中，所述第一锆球的直径为0.4～0.6mm；和/或，所述第二锆球的直径为0.25～0.35mm。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一锆球的质量占所述研磨体的质量的58～62％。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述球磨的时间为0.5～4h。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，将所述预混料依次进行一次喷雾干燥、一次烧结，得到一次颗粒的步骤中，一次烧结的步骤包括：以第一升温速率升温至第一温度，对经所述一次喷雾干燥得到的一次粉料恒温烧结，得到一次颗粒。6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述第一升温速率为5～10℃/min；和/或，所述第一温度为670～770℃；和/或，所述一次烧结的时间为3～4.5h。7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，对所述浆料进行二次喷雾干燥、二次烧结，得到钛酸锂材料的步骤中，所述二次烧结的步骤包括：以第二升温速率升温至第二温度，对经所述二次喷雾干燥得到的二次粉料恒温烧结，得到钛酸锂材料。8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述第二升温速率为5～10℃/min；和/或，所述第二温度为650～750℃；和/或，所述二次烧结的时间为2～8h；和/或，所述第一温度大于所述第二温度，且所述第一温度和所述第二温度的差值为18～22℃。9.一种钛酸锂材料，其特征在于，由权利要求1至8任一项所述的制备方法制得。10.根据权利要求9所述的钛酸锂材料，其特征在于，所述钛酸锂材料为二次颗粒；和/或，所述钛酸锂材料的d99为30～40μm；和/或，所述钛酸锂材料的克容量大于等于155mah/g。11.一种负极极片，其特征在于，包括钛酸锂材料，所述钛酸锂材料由权利要求1至8任一项所述的制备方法制得，或者，所述钛酸锂材料包括权利要求9或10所述的钛酸锂材料。12.一种锂离子电池，包括负极极片，其特征在于，所述负极极片包括权利要求11所述
的负极极片。

技术总结
本申请公开了一种钛酸锂材料及其制备方法、负极极片及锂离子电池，制备方法包括：提供预混料，所述预混料包括钛源、锂源和水；将所述预混料依次进行一次喷雾干燥、一次烧结，得到一次颗粒；将所述一次颗粒和水混合形成混合物后，加入研磨体，然后进行球磨，得到浆料，其中，所述研磨体包括第一锆球和第二锆球，所述第一锆球的直径大于所述第二锆球的直径；对所述浆料进行二次喷雾干燥、二次烧结，得到钛酸锂材料。本申请旨在提供一种低成本的钛酸锂材料制备方法。备方法。备方法。


技术研发人员：游志江 康宗维 李倩倩 李永虎 邢红霞
受保护的技术使用者：格力钛新能源股份有限公司
技术研发日：2023.06.30
技术公布日：2023/9/9