[發明專利]一種鋰離子電池鋰釩氧化物正極材料的制備方法

無效

• 申請號: 201010114221.3
• 申請日: 2010-01-28
• 公開（公告）號: CN101777646A
• 公開（公告）日: 2010-07-14
• 發明（設計）人: 王濤;李述中;李紅安;劉建友;李敬磊;韓金東;梁澤花;高玉軍;亓利言;駱華麗;段愛梅;郝燕;林玉燕;郭思思;楊保全
• 申請（專利權）人: 新鄉市中科科技有限公司;新鄉市格瑞恩新能源材料股份有限公司
• 主分類號: H01M4/1391
• 分類號: H01M4/1391
• 代理公司: 新鄉市平原專利有限責任公司 41107
• 代理人: 毋致善

技術領域：

本發明涉及一種由活性材料制成的電極的制造方法，特別是鋰電池鋰釩氧化物正極材料的制備方法。

背景技術：

在目前已商品化的鋰離子電池體系中，正極材料一般采用LiCoO₂或者LiMn₂O₄，其中LiCoO₂由于鈷資源的匱乏，導致其價格非常昂貴，而LiMn₂O₄雖然價格便宜，但容量偏低，循環差，不適于用做動力型鋰離子電池體系，因此，尋找合適的性能優良且價格便宜的正極材料是當今研究活躍的領域。層狀鋰釩氧化物LiV₃O₈具有容量高、循環性能優良、原料來源豐富、價格便宜等優點，是一種適宜用做鋰離子動力型電池的正極材料。層狀鋰釩氧化物LiV₃O₈在目前的制備方法主要有水熱法、微波法、溶膠-凝膠法和共沉淀法等，這些方法制備的產品雖然電性能較好，但成本高，且制備條件苛刻，不適于大批量化生產來滿足日益增長的市場需求。高溫固相法工藝簡單，對設備要求低，原料來源簡單豐富，成本具有不可比擬的優勢，是目前工業化生產的主要方法，但是高溫固相法也存在缺點，所得到的產品穩定性差，電化學性能較差。

發明內容：

本發明的目的是提供一種鋰電池鋰釩氧化物正極材料的制備方法，所制成的鋰電池正極材料性能穩定、電化學性能好和生產工藝簡單、成本低。本發明的技術解決方案是，其特征在于有以下步驟：(1)按化學通式LiV1+xM_3YO₈/C_Z將鋰源、釩源和參雜金屬的原子比混合均勻，然后加入相應的C原子比例的糖類物質，在球磨機中球磨6小時混合均勻，所述化學通式中0≤x≤0.1，0≤y≤0.02，0.5≤z≤1.2，M為Mg、Al、Zn、Cr、Mn、Ni、Co、Y、Nb、Zr、Ce、Nd、Sm元素的一種或幾種，C為蔗糖、葡萄糖或其他糖類衍生物、淀粉或淀粉衍生物、聚四氟乙烯、聚丙烯酰胺的熱裂解碳或導電劑人造石墨、天然石墨；(2)，將步驟(1)的混合物料在氮氣保護下于400-800℃進行熱處理12小時，冷卻后即制成的鋰離子電子鋰釩氧化物正極材料。本發明與現有技術比較具有工藝簡單、成本低和制成的產品具有高的比能量、優良的循環充放電性能、空氣中十分穩定和電化學性能優異的顯著優點。

具體實施方式：

結合以下實例對本發明做詳細說明：

實施例一：LiV_2.97Mg_0.03O₈/C_0.8

步驟一、按化學式LiV_2.97Mg_0.03O₈/C_0.8將LiCO₃、NaVO₃、鎂源以x＝0，y＝0.01的原子比例混合均勻，然后加入對應碳原子比例z＝0.8的蔗糖，在球磨機中球磨6小時混合均勻。步驟二、將步驟一中混合后的物料在氮氣保護下于400C進行熱處理12小時，冷卻后取出即得本發明的產品。

實施例二：Li_1.05V_2.94Al_0.03Zn_0.03O₈/C_0.5

步驟一、按化學式Li_1.05V_2.94Al_0.03Zn_0.03O₈/C_0.5將LiOH、NaVO₃、NH₄VO₃、鋁源、鋅源以x＝0.05，y＝0.02(其中NaVO₃和NH₄VO₃的用量比例為摩爾比3∶1，AI和Zn的原子比例為1∶1)的原子比例混合均勻，然后加入對應碳原子比例z＝0.5的人造石墨，在球磨機中球磨6小時混合均勻。步驟二、將步驟一中混合后的物料在氮氣保護下于400℃進行熱處理12小時，冷卻后取出即得本發明的產品。

實施例三：Li_1.05V_2.94Nd_0.06O₈/C_0.5