[發(fā)明專利]微納結(jié)構(gòu)Li3V2(PO4)3/C化合物、制備方法及應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010159335.X
• 申請日: 2010-04-26
• 公開（公告）號: CN102234101A
• 公開（公告）日: 2011-11-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 相江峰;唐聯(lián)興;陳輝;葉麗華;曹明元
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳市比克電池有限公司;比克國際(天津)有限公司;湖北鹽光能源科技有限公司
• 主分類號: B82B3/00
• 分類號: B82B3/00;B82B1/00;H01M4/136
• 代理公司: 深圳鼎合誠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44281
• 代理人: 羅瑤

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種化合物的制備方法、制得的化合物及應(yīng)用，特別是涉及一種具有微納結(jié)構(gòu)的Li₃V₂(PO₄)₃/C化合物的制備方法、制得的微納結(jié)構(gòu)Li₃V₂(PO₄)₃/C化合物及其作為鋰離子電池正極材料的應(yīng)用。

背景技術(shù)

鋰離子二次電池以其循環(huán)壽命長、放電電壓平穩(wěn)、比容量大以及無記憶效應(yīng)等諸多優(yōu)點(diǎn)而被廣泛的應(yīng)用在移動電話、筆記本電腦和便攜電子器件等諸多領(lǐng)域。近幾年來隨著混合動力電動汽車和二次電池電動汽車的發(fā)展，對可充電電池的容量和質(zhì)量提出了更高的要求。

目前，鋰離子電池正極材料主要集中在鈷系、鎳系和錳系。在我國，由于釩資源豐富、價廉，而且無毒，這促使電池界開展對多種含釩化合物的研究。而其中比較受關(guān)注的就是單斜結(jié)構(gòu)的Li₃V₂(PO₄)₃。在各種磷酸鹽中，磷酸釩鋰是一種很有發(fā)展前景的新型鋰離子電池正極材料。尤其是單斜型的LVP具有平均電壓高達(dá)4.0V，理論容量高達(dá)197mAh·g^-1等優(yōu)點(diǎn)，因而得到廣泛研究。

然而，眾所周知的是，磷酸鹽的低電導(dǎo)率極大地影響了其電化學(xué)性能，尤其是循環(huán)穩(wěn)定性和倍率充放電性能。人們提出了很多方法對其進(jìn)行改善，包括金屬摻雜，縮小材料粒徑，以及碳摻雜，碳包覆。碳具有優(yōu)良的導(dǎo)電性能和較低的質(zhì)量密度，加入少量的碳對材料進(jìn)行包覆，碳與LVP緊密接觸，增強(qiáng)了晶粒之間的離子和電子傳導(dǎo)能力?？梢愿纳撇牧系膶?dǎo)電性能，但同樣也會導(dǎo)致材料的一次成晶粒度為納米級，納米級著實(shí)有助于材料克容量的發(fā)揮，不過也給電池生產(chǎn)及后續(xù)過程帶來了很大的問題，主要是涂布工藝操作困難。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的上述問題，提供了一種微納結(jié)構(gòu)Li₃V₂(PO₄)₃/C化合物的制備方法。

本發(fā)明的另一目的在于提供由上述方法制備得到的微納結(jié)構(gòu)Li₃V₂(PO₄)₃/C化合物化合物。

本發(fā)明的再一目的在于提供上述微納結(jié)構(gòu)Li₃V₂(PO₄)₃/C化合物作為鋰離子電池正極材料的應(yīng)用。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：

本發(fā)明公開了一種微納結(jié)構(gòu)Li₃V₂(PO₄)₃/C化合物的制備方法，所述方法包括：將Li源、V源、磷酸鹽、有機(jī)物以及具有熔鹽作用的化合物充分混合均勻，在惰性氣氛保護(hù)下于550℃～850℃的溫度條件下焙燒，所述具有熔鹽作用的化合物是指在550℃～850℃條件下能變成熔融態(tài)的化合物。

優(yōu)選的，所述有機(jī)物的添加量為除有機(jī)物外其它原料質(zhì)量的8％～35％，所述具有熔鹽作用的化合物的用量占理論生成Li₃V₂(PO₄)₃重量的0.1％～5％。

所述具有熔鹽作用的化合物包括Li₂CO₃、LiF、TiO₂、SnO中的至少一種。

所述有機(jī)物包括聚乙烯、糊精、蔗糖、葡萄糖、淀粉以及酚醛樹脂中的至少一種。

所述Li源、V源及磷酸鹽的用量比為：Li元素∶V元素∶磷酸根＝1.5～1.6∶1∶1.5，所述為摩爾比。

在本發(fā)明具體的實(shí)施方式中，所述Li源為Li₂CO₃、LiOH、LiO、醋酸鋰中的至少一種；所述V源為V氧化物；所述磷酸鹽為磷酸二氫銨、磷酸氫二銨和磷酸銨中的至少一種。

所述惰性氣氛是指氮?dú)饣驓鍤鈿夥?，所述焙燒時間為1～24小時。

本發(fā)明還公開了根據(jù)上述方法制備得到的Li₃V₂(PO₄)₃/C化合物以及該Li₃V₂(PO₄)₃/C化合物作為鋰離子電池正極材料的應(yīng)用。