[發明專利]一種Mg0．5+y(Co0．5yV0．5yTi1-y)2(PO4)3鎂電池正極材料及其制備方法有效
| 申請號： | 201410334251.3 | 申請日： | 2014-07-14 |
| 公開（公告）號： | CN104124432A | 公開（公告）日： | 2014-10-29 |
| 發明（設計）人： | 李法強;王敏;賈國鳳;彭正軍;祝增虎;諸葛芹;時歷杰;趙有璟;李錦麗;龔龑;王青磊 | 申請（專利權）人： | 中國科學院青海鹽湖研究所 |
| 主分類號： | H01M4/136 | 分類號： | H01M4/136;H01M4/1397 |
| 代理公司： | 北京方安思達知識產權代理有限公司 11472 | 代理人： | 王宇楊;楊青 |
| 地址： | 810008*** | 國省代碼： | 青海;63 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 mg sub co ti po 電池 正極 材料 及其 制備 方法 | ||
技術領域
本發明涉及二次電池的制備領域，具體地，本發明涉及一種Mg0.5+y(Co0.5yV0.5yTi1-y)2(PO4)3鎂電池正極材料及其制備方法。
背景技術
近年來，隨著電子消費品、電動工具以及電動車的發展，市場對電池的需求不斷增長。目前已有的電池體系中，鋅錳干電池汞污染突出、容量不高、不適合長時間大電流放電，且鋅的價格較高。鉛酸和鈷釩鎘電池中含有有害元素Pb和Cd，對環境具有潛在的危險性。以鋰離子電池為主要代表的電池開發取得了重大的進展，并被廣泛地應用到各個領域。但由于Li特別活潑，鋰離子電池用于大電流充放電時很容易在負極析出金屬Li，從而引發安全隱患。這就迫切需要廉價、安全、環保及高性能電池的開發與應用。在此背景下，鎂二次電池作為可選方案之一，受到了科研人員的重視。現在鎂電池尚處于初步研究階段，存在許多未解決的問題。其中新型正極材料的合成及其在鎂電池體系中的電化學性能研究是其中重要研究方向之一。
相對于Li+來說，Mg2+的電荷密度大，溶劑化更為嚴重，因此大多數可以用于鋰二次電池的正極材料都不能直接應用于鎂二次電池。一般采用鋰作為二次電池的正極材料的有以下幾種：過渡金屬硫化物及有機硫化物、過渡金屬氧化物、有機物或具有NASICION結構的磷酸鹽Mg0.5Ti2(PO4)3(MTP)，但上述正極材料都具有一定的缺點，比如過渡金屬硫化物作為正極材料主要缺陷是：制備比較困難，要求在真空或氬氣氣氛下高溫合成；比起氧化物容易被腐蝕，其氧化穩定性不理想。盡管如此，其良好的充放電性能使其成為了理想的插入/脫嵌材料。氧化物作為鎂二次電池的正極材料存在不足：Mg2+嵌入的動力學速率很慢；對大多材料來說，放電過程中Mg2+的嵌入程度低；多數嵌入材料循環性能不好，在循環中會很快分解。有機物與傳統的無機電池MnO2、HgO、CuO、Ag2O等比較有好的容量，有較好的低溫性能，但隨著溫度的升高，電池容量及電池電壓都會下降。對于具有NASICION結構的磷酸鹽Mg0.5Ti2(PO4)3(MTP)來說，Mg2+可以在Mg0.5Ti2(PO4)3中可逆嵌入/脫嵌，但它們可逆性受到Mg2+擴散的動力學限制。
發明內容
本發明的目的在于，提供一種Mg0.5+y(Co0.5yV0.5yTi1-y)2(PO4)3鎂電池正極材料及其制備方法，該正極材料有較好的放電容量和容量保持率。
為達到上述目的，本發明采用了如下的技術方案：
一種Mg0.5+y(Co0.5yV0.5yTi1-y)2(PO4)3鎂電池正極材料，所述正極材料由以下方法制備而成：
1)按所得鎂電池正極材料分子式中Mg：Co：V：Ti：PO43-的摩爾比，稱取Mg(OH)2和H3PO4，以及硝酸鈷和NH4VO3，將Mg(OH)2和H3PO4溶于去離子水中，硝酸鈷溶于檸檬酸中，NH4VO3溶于熱水中；
稱取Ti(C4H9O)4，并按1:4的比例用無水乙醇將Ti(C4H9O)4溶解；
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