[發(fā)明專利]基于化學(xué)轉(zhuǎn)換反應(yīng)鋰離子電池正極材料BiPO4的制備方法及用于制作的鋰離子電池

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210361778.6
• 申請(qǐng)日: 2012-09-22
• 公開（公告）號(hào): CN102862967A
• 公開（公告）日: 2013-01-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王先友;胡本安;楊秀康;舒洪波;魏?jiǎn)⒘?/a>;宋云峰;吳昊;吳春;鞠博偉;易蘭花
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湘潭大學(xué)
• 主分類號(hào): C01B25/37
• 分類號(hào): C01B25/37;H01M4/58;H01M10/0525
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于化學(xué)轉(zhuǎn)換反應(yīng)的鋰離子電池正極材料BiPO₄的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：

(1)將鉍(III)鹽在質(zhì)量百分比為5-45％的醋酸溶液中在0～80℃下攪拌使之溶解，得到鉍鹽醋酸溶液；

(2)在0.05～1.0mol?L^-1鉍鹽醋酸溶液中，加入分子量為1000～10000、體積質(zhì)量濃度為1～20g?L^-1的聚乙二醇和體積嘗試為5～200mL?L^-1乙醇的混合物作為分散劑，加入體積質(zhì)量濃度為0.1～10g?L^-1OP或體積質(zhì)量濃度為0.1～10g?L^-1三乙醇胺作乳化劑，得到鉍鹽混合溶液；

(3)將與鉍(III)同等摩爾量的可溶性磷酸鹽或H₃PO₄溶于去離子水中，得到0.05～1.0mol?L^-1磷酸鹽或H₃PO₄溶液；

(4)在攪拌下，將鉍鹽混合溶液在0～45℃下加入到磷酸鹽或H₃PO₄溶液中，即得到BiPO₄沉淀；

(5)將所得到BiPO₄沉淀過濾、洗滌，在45～100℃真空干燥，得到六方型鋰離子電池正極材料BiPO₄。

(6)將所得六方型BiPO₄在300～800℃焙燒得到低溫單晶型鋰離子電池正極材料BiPO₄；或?qū)⑺昧叫虰iPO₄在850～1500℃焙燒得到高溫單晶型鋰離子電池正極材料BiPO₄。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于化學(xué)轉(zhuǎn)換反應(yīng)的鋰離子電池正極材料BiPO₄的制備方法，其特征在于：所述鉍(III)鹽為硝酸鉍、次硝酸鉍、堿式硝酸鉍、酒石酸鉍、硫酸鉍、檸檬酸鉍、草酸鉍的一種或一種以上。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于化學(xué)轉(zhuǎn)換反應(yīng)的鋰離子電池正極材料BiPO₄的制備方法，其特征在于：所述的可溶性磷酸鹽為(NH₄)₂HPO₄、NH₄H₂PO₄、Na₃PO₄、K₃PO₄、H₃PO₄的一種或一種以上。

4.一種用鋰離子電池正極材料BiPO₄制作的鋰離子電池，其特征在于：

(1)將鋰離子電池正極材料BiPO₄、導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑按重量比7～10∶0.5～2∶0.5～2進(jìn)行混合，按正極材料：溶劑按1∶1～5的質(zhì)量比加入溶劑，混合均勻后涂布在集流體鋁箔上，烘干碾壓成鋰離子電池正極片；

(2)將鋰離子電池正極片、電解液、隔膜、負(fù)極片組裝成鋰離子電池。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用鋰離子電池正極材料BiPO₄制作的鋰離?子電池，其特征在于：所述導(dǎo)電劑為乙炔黑、石墨、導(dǎo)電炭黑、碳納米管或石墨烯的一種或一種以上。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用鋰離子電池正極材料BiPO₄制作的鋰離子電池，其特征在于：所述粘結(jié)劑為聚偏氟乙烯、聚乙烯醇、聚丙烯、聚氨酯或聚乙烯的一種或一種以上。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用鋰離子電池正極材料BiPO₄制作的鋰離子電池，其特征在于：所述溶劑為N-甲基吡咯烷酮、四氫呋喃或丙酮的一種或一種以上。

8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用鋰離子電池正極材料BiPO₄制作的鋰離子電池，其特征在于：所述電解液為L(zhǎng)iClO₄、LiBF₄或LiPF₆鋰鹽的有機(jī)溶質(zhì)一種或幾種的混合物，溶劑為碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸丁烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯或碳酸二乙酯的一種或一種以上。