[發明專利]一種LiNiPO4/Li4Ti5O12的新型電池體系及其制備方法

無效

• 申請號: 201110007460.3
• 申請日: 2011-01-14
• 公開（公告）號: CN102088072A
• 公開（公告）日: 2011-06-08
• 發明（設計）人: 賴春艷;徐靜靜
• 申請（專利權）人: 上海電力學院
• 主分類號: H01M4/131
• 分類號: H01M4/131;H01M4/485;H01M4/58;H01M4/1391
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 吳寶根

1.一種LiNiPO₄/?Li₄Ti₅O₁₂的新型電池體系，包括Li₄Ti₅O₁₂負極材料，其特征在于還包括摻雜有金屬元素M的LiNiPO₄正極復合材料；

所述金屬元素M為Mg、Zr、Ti、Zn或Co。

2.如權利要求1所述的LiNiPO₄/?Li₄Ti₅O₁₂的新型電池體系，其特征在于所述的摻雜有金屬元素M的LiNiPO₄正極復合材料中，Ni、P、Li以及金屬元素M的摩爾配比，即Ni：P：Li：M為（0.9-0.99）:1:1:(0.1-0.01)。

3.一種如權利要求1或2所述的LiNiPO₄/?Li₄Ti₅O₁₂的新型電池體系的制備方法，包括Li₄Ti₅O₁₂負極材料的制備，其特征在于還包括摻雜有金屬元素M的LiNiPO₄正極復合材料的制備及LiNiPO₄/?Li₄Ti₅O₁₂電池體系的裝配；

其中所述的摻雜有金屬元素M的LiNiPO₄正極復合材料的制備，包括如下制備步驟：

a、將原料NiC₂O₄·2H₂O、NH₄H₂PO₄、LiOH.H₂O以及金屬元素M的鹽按Ni：P：Li：M的摩爾比為0.9～0.99:1:1:0.1～0.01的比例在球磨罐中混合球磨，以乙醇為球磨介質；

在上述混合好的原料中以最終產物中含碳質量百分比為0%-20%的比例加入葡萄糖、麥芽糖或檸檬酸等碳源，然后在磁力攪拌機上攪拌，形成流變相的混合物；

其中所述的金屬元素M的鹽為該金屬的醋酸鹽、碳酸鹽或該金屬的氧化物；

b、將步驟a中所得的流變相混合物放入石英舟中，在氣體保護氣氛下70-90℃下恒溫，形成固體前驅物；

所述氣體為N₂與H₂的混合氣體或Ar與H₂的混合氣體；

N₂與H₂的混合氣體或Ar與H₂的混合氣體中H₂的體積比為5％；

c、將步驟b所得的固體前驅物放入程控式爐中以1-30℃/min升溫，到達300℃時保溫3-10h得固態物；

d、將步驟c所得固態物取出，再次球磨，球磨后的物質再次放入程控式爐中以1～30℃/min升溫，到達650℃時保溫10～30h，得摻雜有金屬元素M的LiNiPO₄正極復合材料；

其中所述的LiNiPO₄/?Li₄Ti₅O₁₂電池體系的裝配,包括如下制備步驟：

a、以上述所得的摻雜有金屬元素M的LiNiPO₄正極復合材料為原料制備正極極片：即將LiNiPO₄：PVDF：乙炔黑按質量比為75～85：10～5：15～10的比例混合，以N-甲基吡硌烷酮為溶劑，通過磁力攪拌制成均勻漿料，涂布在鋁箔上，于120℃恒溫烘箱中真空烘干備用；

b、以Li₄Ti₅O₁₂材料制備負極極片，將Li₄Ti₅O₁₂：PVDF：乙炔黑按質量比為75～85：10～5：15～10的比例混合，以N-甲基吡硌烷酮為溶劑，通過磁力攪拌制成均勻漿料，涂布在銅片上備用；

c、采用上述的正、負極片，用含1M?LiPF₆/（EC+DMC）的有機溶液作為電解液，最終裝配成LiNiPO₄/Li₄Ti₅O₁₂安全電池體系，其中正負極容量配比保持在1：（1.05～1.2）。