[發(fā)明專利]一種鋰離子電池鋰釩正極復(fù)合材料的制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210392009.2
• 申請日: 2012-10-16
• 公開（公告）號: CN102916181A
• 公開（公告）日: 2013-02-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 姜波
• 申請（專利權(quán)）人: 上海錦眾信息科技有限公司
• 主分類號: H01M4/58
• 分類號: H01M4/58;H01M4/62
• 代理公司: 上海申新律師事務(wù)所 31272
• 代理人: 劉懿

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種鋰離子電池正極材料的制備方法，尤其涉及一種鋰離子電池鋰釩正極復(fù)合材料、及其制備方法。

背景技術(shù)

鋰離子電池作為一種新型的二次電池，具有比容量高、電壓高、安全性好的特點，廣泛應(yīng)用于移動電話、筆記本電腦、便攜式攝像機、DVD、MP3等便攜式電器的驅(qū)動電源。

正極材料是鋰離子電池性能提高的關(guān)鍵因素，需要具有很好的電化學(xué)和熱力學(xué)穩(wěn)定性以及比較高的比容量。近年來，屬于聚陰離子正極材料的Li₃V₂(PO₄)₃以其材料來源豐富、比容量高、循環(huán)性能及安全性能好等顯著特點受到人們的廣泛關(guān)注，是極具應(yīng)用潛力的鋰離子電池正極材料之一。但是Li₃V₂(PO₄)₃材料本身的導(dǎo)電能力較差，嚴(yán)重的影響了它的倍率性能。

金屬摻雜，炭包覆等被用來提高材料的綜合性能。這些方法合成的材料都顯示了更高的比容量和更好的循環(huán)穩(wěn)定性。但是，這些材料的性能離實際應(yīng)用還有一定的距離。因此，迫切需要提供一種兼顧高比容量，同時材料的循環(huán)性能、倍率放電性能較高的鋰離子電池鋰釩復(fù)合正極材料的其制備方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種鋰離子電池鋰釩正極復(fù)合材料的制備方法，使用該方法制備的鋰離子電池鋰釩復(fù)合正極材料的鋰離子電池具有高比容量、良好倍率性能、優(yōu)異循環(huán)穩(wěn)定性、使用壽命長等特點。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的一種鋰離子電池鋰釩正極復(fù)合材料的制備方法包括如下步驟：

步驟1，制備摻雜釓的鋰釩磷混合物前驅(qū)體

按物質(zhì)的摩爾比Li∶V∶P＝3∶2∶3稱取四氟硼酸鋰、五氧化二釩和磷酸氫二銨，將所稱取的固體物料置于球磨機中，加入去離子水進(jìn)行濕球磨，得到濕凝膠，其中固體物料與去離子水的比例為2g∶(3mL-5mL)；

稱取三氧化釓，溶于氨水中，得到釓酸銨，除去多余的氨水，加入到上述濕凝膠中，充分?jǐn)嚢?，得到摻雜了釓的鋰釩磷的前驅(qū)體；

步驟2，制備碳源混合物

將作為碳源的化合物和作為絡(luò)合劑的化合物溶于去離子水中，得到碳源混合物，其中碳源化合物、絡(luò)合劑和去離子水的質(zhì)量比為：2-4∶1-3∶6-8；?

步驟3，制備干凝膠

將碳源混合物倒入上述前驅(qū)體中，先于70-90℃水浴中反應(yīng)1-3h溶膠，再將水分蒸發(fā)得到干凝膠，其中碳源混合物和前驅(qū)體的碳鋰摩爾比為1∶3；?

步驟4，干燥、燒結(jié)

將上述干凝膠干燥，研磨1-2h，先于氬氣氣氛中300-400℃預(yù)燒5-6h，再取出研磨1-2h，于800-850℃氬氣氣氛中燒結(jié)9-12h，最后自然降溫至室溫，取出進(jìn)行研磨，得到摻雜釓的Li₃V₂(PO₄)₃/C正極復(fù)合材料，所述的復(fù)合材料中Li₃V₂(PO₄)₃/C顆粒粒徑不大于200納米。

其中，步驟2中碳源優(yōu)選為葡萄糖。

其中，步驟2中絡(luò)合劑優(yōu)選為草酸。

其中，步驟1中，以釩的摩爾百分比為4-5%稱取三氧化釓。

本發(fā)明第二個目的是提供一種上述任意方法制備的鋰離子電池鋰釩正極復(fù)合材料。

本發(fā)明制備的鋰離子電池正極材料，由于碳包覆均勻，且摻雜了稀土金屬釓，因此在具有高比容量的同時，具有良好的循環(huán)穩(wěn)定性，用于鋰離子電池時，比容量高，循環(huán)穩(wěn)定性好，使用壽命長。

具體實施方式

實施例一

制備摻雜釓的鋰釩磷混合物前驅(qū)體

按物質(zhì)的摩爾比Li∶V∶P＝3∶2∶3稱取四氟硼酸鋰、五氧化二釩和磷酸氫二銨，將所稱取的固體物料置于球磨機中，加入去離子水進(jìn)行濕球磨，得到濕凝膠，其中固體物料與去離子水的比例為2g∶3mL。

以釩在前驅(qū)體中的摩爾百分比為4%稱取三氧化釓，溶于氨水中，得到釓酸銨，于60℃水浴中加熱除去多余的氨水，加入到上述濕凝膠中，充分?jǐn)嚢瑁玫綋诫s了釓的鋰釩磷的前驅(qū)體。

制備碳源混合物

將作為碳源的葡糖糖和作為絡(luò)合劑的草酸溶于去離子水中，得到碳源混合物，其中葡萄糖、草酸和去離子水的質(zhì)量比為2∶1∶6。?

制備干凝膠