[發(fā)明專利]一種鋰離子電池材料釩酸鋰的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410418586.3
• 申請日: 2014-08-22
• 公開（公告）號: CN104201340B
• 公開（公告）日: 2016-11-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 杜陳強(qiáng);張新河;唐致遠(yuǎn);李中延;鄭新宇;丁玉茹;湯春微
• 申請（專利權(quán)）人: 東莞市邁科科技有限公司;東莞市邁科新能源有限公司
• 主分類號: H01M4/1391
• 分類號: H01M4/1391
• 代理公司: 廣州三環(huán)專利代理有限公司 44202
• 代理人: 張艷美;郝傳鑫

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電池制備技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種鋰離子電池材料釩酸鋰的制備方法。

背景技術(shù)

鋰離子電池由于具有循環(huán)壽命長和便攜性等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)被用于筆記本、手機(jī)等電子產(chǎn)品。化石燃料的使用引起的環(huán)境問題日益加劇，現(xiàn)在各國政府和汽車制造商都在致力于研發(fā)新型電動汽車和混合動力車，而鋰離子電池是目前很有發(fā)展前景的一種移動電源。其中電極材料作為影響鋰離子電池性能最關(guān)鍵的因素，左右著它的發(fā)展。鋰離子電池負(fù)極材料釩酸鋰(Li₃VO₄)具有充放比容量高、循環(huán)性能好等顯著優(yōu)點(diǎn)，具有巨大的商業(yè)開發(fā)潛力。常用的鋰離子電池電極材料釩酸鋰制備方法主要有固相法，水熱法和溶膠-凝膠法等。目前工業(yè)上常采用固相燒結(jié)來制備。該方法不易精確控制化學(xué)計量，對原料和工藝路線選擇很敏感，對過程控制的要求也很高且由于原料混合不夠均勻，因此須在高溫(≥600℃)下長時間(≥8小時)燒結(jié)合成，這就極易導(dǎo)致材料晶體過發(fā)育和雜質(zhì)相的產(chǎn)生，導(dǎo)致材料充放電性能降低，庫侖效率下降。而水熱法在規(guī)模化生產(chǎn)時對設(shè)備要求很高，有些溶劑可能對產(chǎn)物有還原性、以及前驅(qū)物在溶液中的濃度等也會影響產(chǎn)物的形貌和性能。傳統(tǒng)溶膠凝膠法燒結(jié)溫度低，煅燒時間短，制備的材料顆粒尺寸較小且分布均為均勻，但是合成周期長，不利于工業(yè)化實(shí)際應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決傳統(tǒng)溶膠凝膠法中存在的問題，本發(fā)明的目的之一在于提供一種工藝簡單，適合批量化生產(chǎn)、具有優(yōu)良的電化學(xué)性能的亞微米級的鋰離子電池材料釩酸鋰的制備方法。

本發(fā)明的目的之二是提供由所述方法制備而得的鋰離子電池材料釩酸鋰負(fù)極。

本發(fā)明的目的之三是提供由所述釩酸鋰制備而得的鋰離子電池。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：

一種鋰離子電池材料釩酸鋰的制備方法：先將五氧化二釩和鋰源混合均勻，然后加入適量水制得渾濁液；接著將螯合劑滴加入上述渾濁液中得到澄清溶液；最后將澄清溶液烘干、預(yù)燒、煅燒處理得到所述鋰離子電池材料釩酸鋰。

更具體為：

步驟A.將五氧化二釩和鋰源混合均勻，加入適量去離子水，得到黃色懸濁液，其中，五氧化二釩與鋰源的用量摩爾比為1～3:1～4；

步驟B.按照螯合劑中有機(jī)酸與釩離子的摩爾比為0.5～3的量稱取螯合劑溶于水中，制得螯合劑溶液；

步驟C.將螯合劑溶液滴入步驟A所得黃色懸濁液中，不斷攪拌，最終得到棕紅色澄清溶液混合液；

步驟D.先將步驟C中得到的澄清溶液混合液烘干，得到黑色前驅(qū)體，再將所述黑色前驅(qū)體在空氣氣氛中，于300～450℃下焙燒1～8h，得到灰色前驅(qū)體粉末；

步驟E.步驟D中得到的灰色前驅(qū)體粉末于空氣氣氛中，于500～800℃焙燒6～16h，冷卻得到所述鋰離子電池材料釩酸鋰。

其中，所述鋰源為堿性鋰源，較佳地，所述堿性鋰源為碳酸鋰和/或氫氧化鋰。

其中，所述螯合劑為有機(jī)酸，所述有機(jī)酸為檸檬酸、甘氨酸、水楊酸、草酸、蘋果酸中的一種或幾種組合。

其中，由本發(fā)明中的方法制得的鋰離子電池材料釩酸鋰可以是LiVO₂，LiV₂O₅，LiV₃O₈和Li₃VO₄及其摻雜和包覆改性的材料。

一種鋰離子電池，包含所述釩酸鋰材料。