[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 |
| 地址： | 200090 *** | 國省代碼： | 上海;31 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 linipo sub li ti 12 新型 電池 體系 及其 制備 方法 | ||
技術領域
本發明涉及一種LiNiPO4/?Li4Ti5O12的新型電池體系及其制備方法。屬于鋰離子電池領域。?
背景技術
能源危機與環境污染是當今世界兩大最為關注的話題，可再生能源的充分合理利用可同時緩解這兩大問題。其中風能和太陽能（光能）是可再生能源中最重要的組成部分，但其并網利用難已成為制約風電、太陽能等綠色能源大規模應用的瓶頸。《國家中長期科技發展規劃綱要》中將能源列為11個重點領域的第一個，并將能源轉化技術列為前沿技術之一。目前，科技部、發改委、國家能源局都極其重視風能、太陽能等可再生能源的并網技術，投入大量資金進行智能電網相關技術的研發，儲能技術是其中重要的組成部分。?
在儲能技術中，以電化學儲能技術較為成熟。目前已研究用于儲能的電化學體系包括釩氧化還原液流電池、納硫電池、鎳氫電池、鋰離子電池等。與其它儲能電池相比，鋰離子電池用于儲能電池具有能量密度高、操作條件溫和（如鈉硫電池操作溫度需在300℃左右）、放電電壓高、成本較低等特點，具有極大的優勢和潛力。?
但鋰離子電池作為動力電池或大型儲能電池最重要的問題是其安全性能，以往由于電極材料的問題導致鋰離子電池安全性能較差，一直無法應用于動力電池。隨著安全型正極材料LiFePO4在1997年被發現，以及隨后大量改性研究推動了該材料的產業化，鋰離子電池用于動力電池的進程加快。然而，目前對負極材料的關注程度不夠高，實際上負極材料也是影響鋰離子電池安全性的重要因素：目前商品化的鋰離子電池負極大多采用各種嵌鋰碳材料。但碳材料作為鋰離子電池負極材料仍存在一些缺點：碳材料的電位與金屬鋰的電位很接近，當電池過充時，金屬鋰可能會在碳電極表面析出而形成鋰枝晶，從而引起短路；首次充放電效率低；與電解液發生作用；存在明顯的電壓滯后現象。與鋰離子電池的碳負極相比，尖晶石型鈦酸鋰Li4Ti5O12作為鋰離子電池負極材料具有明顯的優勢：它是一種無應力插入材料，在充放電過程中不發生結構改變，材料體積基本不變，被稱為“零應變材料”，循環性能優良；有很好的充放電平臺；理論比容量為175mAh/g，實際比容量可達165mAh/g，；不與電解液反應；價格便宜，容易制備。與商品化的碳負極材料相比，通常具有更好電化學性能和安全性。?
目前已有人報道將LiFePO4、Li4Ti5O12兩種安全性和循環性能優良的材料分別作為鋰離子電池的正負極，組成電池體系，從理論上來說可以在很大程度上提高鋰離子電池的循環壽命和安全性。但該體系的缺點是電壓偏低，這是由于LiFePO4對鋰電壓為3.5V，而Li4Ti5O12的對鋰電壓為1.5V，LiFePO4/?Li4Ti5O12電池的電壓約為2V左右，已失去了鋰離子電池高電壓的優勢。?
與LiFePO4同屬橄欖石結構的磷酸鹽體系中的另一成員LiNiPO4具有5V的高電壓，如果用其與Li4Ti5O12配對組成鋰離子電池體系，則其電壓可達到3.5V，與目前的鋰離子電池體系電壓相當，同時可以保證體系的安全性。但LiNiPO4材料的電導率極低，甚至比LiFePO4還要低3個數量級。這個問題導致人們一直沒有對它投入過多地關注，目前相關的研究資料也較少。采用新型制備方法以及摻雜或者包覆均可有效提高其電導率。?
發明內容
本發明為了解決上述問題提供一種LiNiPO4/?Li4Ti5O12的新型電池體系，通過正極材料的摻雜改性來獲得一種LiNiPO4/?Li4Ti5O12的新型安全電池體系。?
本發明的技術方案?
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