[發(fā)明專利]鋰離子電池正極材料磷酸釩鋰及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710075972.7
• 申請日: 2007-07-12
• 公開（公告）號: CN101106194A
• 公開（公告）日: 2008-01-16
• 發(fā)明（設計）人: 侯春平;岳敏;賀雪琴;張萬紅
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳市貝特瑞電子材料有限公司
• 主分類號: H01M4/58
• 分類號: H01M4/58;H01M4/48;H01M4/04;C01B25/45;B22F9/00;B22F1/02;B01J19/00
• 代理公司: 深圳市中知專利商標代理有限公司
• 代理人: 孫皓;林虹

1.一種鋰離子電池正極材料磷酸釩鋰，其特征在于：所述正極材料具有磷酸釩鋰Li₃V₂(PO₄)₃基體，基體外包覆有碳材料，正極材料具有球形、長短軸為5～30μm的近似球形、菱形、錐形、片狀、層狀或/和塊狀的微觀特征，其粒度為5～30μm，比表面積為5～15m²/g。

2.一種鋰離子電池正極材料磷酸釩鋰的制備方法，包括以下步驟：一、納米顆粒的制備：分別將非水溶性鋰源化合物、釩源化合物、磷源化合物和絡合劑經(jīng)過濕法超細球磨處理至亞微米或納米級顆粒；二、液相混合反應：按物質(zhì)的量之比Li∶V∶P∶L(絡合劑)＝(3.0～3.3)∶2∶3∶(1.5～2.2)稱取鋰源化合物、釩源化合物、磷源化合物和絡合劑溶于40～90℃去離子水中，攪拌1～3小時得到混合材料；三、前軀體的制備：將混合材料在200～500r/min的轉(zhuǎn)速下球磨0.5～12小時，然后在100～360℃條件下噴霧干燥得到正極材料前軀體，前軀體的形狀為球形、長短軸為5～30μm的近似球形、菱形、錐形、片狀、層狀或/和塊狀的二次成型顆粒；四、預處理：將二次成型顆粒在惰性氣氛保護下、在200～450℃預處理2～6小時，自然冷卻后得到預處理粉末；五、焙燒處理：將預處理粉末裝填到剛玉或石墨匣缽內(nèi)，在惰性氣氛保護下、在600～950℃中焙燒處理5～12小時，然后自然降溫至室溫，得到Li₃V₂(PO₄)₃基體；六、將Li₃V₂(PO₄)₃基體表面包覆可炭化的有機物，然后在500～1200℃的溫度下處理1～12小時。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋰離子電池正極材料磷酸釩鋰的制備方法，其特征在于：所述鋰源化合物是氫氧化鋰LiOH、碳酸鋰Li₂CO₃、醋酸鋰LiCH₃COO、氯化鋰、硫酸鋰、硝酸鋰、碘化鋰、叔丁醇鋰、苯甲酸鋰、甲酸鋰、氟化鋰、鉻酸鋰、四水檸檬酸鋰、四氯鋁酸鋰、溴化鋰、四氟硼酸鋰或草酸鋰；所述釩源化合物是五氧化二釩V₂O₅、三氧化二釩V₂O₃、二氧化釩VO₂、偏釩酸銨NH₄VO₃、偏釩酸鈉或碳酸釩；所述磷源化合物是磷酸H₃PO₄、磷酸銨(NH₄)₃PO₄、磷酸氫二銨(NH₄)₂HPO₄、磷酸二氫銨NH₄H₂PO₄、五氧化二磷P₂O₅、磷酸二氫鈉、磷酸二氫鉀、磷酸氫二鈉或磷酸氫二鉀；所述絡合劑是蔗糖、葡萄糖、酒石酸、檸檬酸、尿素、丙烯酸、果糖、抗壞血酸、聚乙二醇或丙三醇。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鋰離子電池正極材料磷酸釩鋰的制備方法，其特征在于：所述濕法超細球磨處理采用球磨或粉碎設備，球磨或粉碎設備是攪拌式球磨機、砂磨機、膠體磨機、氣流粉碎機、沖擊式微粉球磨機、氣流蝸旋微粉機、沖擊式粉碎機或棒式機械粉碎機。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鋰離子電池正極材料磷酸釩鋰的制備方法，其特征在于：所述按物質(zhì)的量之比Li∶V∶P∶L(絡合劑)＝(3.0～3.3)∶2∶3∶(1.5～2.2)稱取鋰源化合物、釩源化合物、磷源化合物和絡合劑，先將鋰源化合物、釩源化合物和磷源化合物固體物混合，絡合劑溶于40～90℃去離子水中，再將混合的固體物溶于絡合劑溶液中，40～90℃下攪拌1～3小時；或?qū)⒘自椿衔锶苡?0～90℃去離子水中，再將絡合劑、鋰源化合物、釩源化合物固體物依次加入磷源化合物溶液中，40～90℃下攪拌1～3小時；或?qū)囋椿衔铩⑩C源化合物、磷源化合物和絡合劑分別溶于40～90℃去離子水中并攪拌，然后將配制好的含有鋰源化合物、釩源化合物和絡合劑溶液加入磷源化合物溶液中，40～90℃下攪拌1～3小時。