[發明專利]鋰離子電池用磷酸鎳鋰/碳復合材料的綠色合成方法

無效

• 申請號: 201310286222.X
• 申請日: 2013-07-09
• 公開（公告）號: CN103456950A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: 粟智;張玉;張艷慧
• 申請（專利權）人: 新疆師范大學
• 主分類號: H01M4/58
• 分類號: H01M4/58;H01M4/62
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明基于制備高性能鋰離子電池材料和綠色合成工藝為出發點，開拓低溫固相合成技術，選擇磷酸二氫鋰和堿式碳酸鎳以及導電碳黑（或乙炔黑或碳納米管或其他碳材料，如葡萄糖）為反應體系制備鋰離子電池用磷酸鎳鋰/碳復合材料的新方法。

背景技術

LiNiPO₄作為新興的一種正極材料，具有潛在的高能密度、合成成本低、對環境友好等優點。LiN?iPO4?是一種潛在的鋰離子電池材料,?它在鋰離子電池正極材料應用中的理論比容量約為170?mA?h/g，但其沒有相對平穩的充放電平臺。目前主要通過制備工藝的改良來細化顆粒以及控制顆粒形貌合成納米級LiNiPO₄，碳包覆和金屬包覆從外觀上改變了粒子的大小以及粒子間的緊密結合程度，減小了Li⁺的擴散路徑，使鋰離子的傳導率提高，金屬離子摻雜造成了材料晶格的缺陷，有效的提高材料自身的離子導電性，從而使材料的電化學性能有很大的改善。

發明內容

鋰離子電池用磷酸鎳鋰/碳復合材料的綠色合成方法其特征在于以磷酸二氫鋰、堿式碳酸鎳、導電碳黑（或乙炔黑或葡萄糖）為原料，采用球磨或攪拌處理，采用低溫固相法，無需惰性氣氛保護下直接合成鋰離子電池用磷酸鈷鋰復合材料。?

本發明其特征在于合成原料包括磷酸二氫鋰（或采用磷酸二氫銨與氫氧化鋰或鋰鹽，如醋酸鋰等，或采用磷酸與氫氧化鋰或鋰鹽為原料）、堿式碳酸鎳、導電碳黑（或乙炔黑或葡萄糖）為原料，采用球磨或攪拌處理，采用低溫固相法(其特征在于最低合成溫度400℃時合成時間不超過12h),可直接合成鋰離子電池用磷酸鎳鋰/碳復合材料。??

本發明其特征在于以磷酸二氫鋰、堿式碳酸鎳、導電碳黑（或乙炔黑或葡萄糖）為原料制備磷酸鈷鋰，其過程包括如下步驟：

（1）以磷酸二氫鋰、堿式碳酸鎳、導電碳黑（或乙炔黑或葡萄糖）為原料，加入適量的水，置于球磨罐中球磨，或置于反應器中攪拌4h；

（2）將制備好的原料烘干后置于反應爐中反應，最低合成溫度為400℃，反應12h；?

（3）將制備好材料研磨備用。

附圖說明

附圖1為LiNiPO₄/碳復合材料的綠色合成工藝流程；

附圖2為400℃,12h?合成的LiNiPO₄/C材料的XRD圖；

附圖3為400C℃,12h?合成的LiNiPO₄/C材料的IR圖；

附圖4為400℃,12h?合成的LiNiPO₄/C復合材料TEM圖。

具體實施方式

按計量比分別稱取一定量的堿式碳酸鎳、磷酸二氫鋰、葡萄糖和水，放入燒瓶中攪拌或球磨4h得到前驅體，將前驅體烘干后置于馬弗爐，設置合成溫度為400℃，合成時間12h,然后冷卻至室溫備用。其合成工藝流程見圖1，材料X射線衍射譜見圖3，紅外光譜見圖2，透射電鏡見圖4。?

????以上所述實施方案僅為本發明的優選實施方案，應指出，對于本領域而言，在未脫離本發明創作構思的前提下，作出的若干變形和改進以及除生物質原料以外的替代品都屬于本發明的保護范圍。