[發明專利]磷酸鐵鋰·磷酸釩鋰/碳原位復合正極材料的制備方法

有效

• 申請號: 201410525663.5
• 申請日: 2014-09-30
• 公開（公告）號: CN104393256B
• 公開（公告）日: 2017-03-15
• 發明（設計）人: 何文;張旭東;金超
• 申請（專利權）人: 齊魯工業大學
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/58;C01B25/45;H01M4/62
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司37219
• 代理人: 朱家富

1.一種LiFePO₄·Li₃V₂(PO₄)₃/C原位復合正極材料的制備方法，其特征在于，步驟如下：

(1)將鐵源溶于去離子水中，配制摩爾濃度為0.3～0.8mol/L的鐵離子溶液，記為溶液A；

將釩源溶于草酸溶液中，配制摩爾濃度為0.3～0.8mol/L的釩離子溶液，記為溶液B；

將活化后的酵母置于去離子水中，配制質量濃度為20～40％的酵母懸液，記為溶液C；

(2)按照FeVO₄的化學計量比，將步驟(1)制得的溶液A和溶液B加入到溶液C中，攪拌吸附2～3h，然后用氨水調節pH至2～4，攪拌1～2h，過濾取沉淀，水洗后，80～120℃干燥，制得FeVO₄前驅體；

(3)按VOPO₄化學計量比，將偏釩酸銨和磷酸氫二銨置于去離子水中，混合均勻，然后攪拌加熱至100～140℃，攪拌2～4h，混合溶液中釩離子的摩爾濃度為0.1～0.3mol/L，過濾取沉淀，水洗后，80～120℃干燥制得VOPO₄前驅體；

(4)按照FePO₄的化學計量比，向步驟(1)制得的溶液C中按比例加入溶液A和摩爾濃度為0.3～0.8mol/L的磷源溶液，攪拌1～2h，然后用氨水調節pH至2～4，攪拌2～3h，過濾取沉淀，水洗后，80～120℃干燥制得FePO₄前驅體；

(5)按LiFePO₄和Li₃V₂(PO₄)₃的化學計量比將步驟(2)制得的FeVO₄前驅體或步驟(3)制得的VOPO₄前驅體與釩鹽、步驟(4)制得的FePO₄前驅體、鋰源和磷源混合，使LiFePO₄與Li₃V₂(PO₄)₃的摩爾比為(7～9):(1～3)，然后加入碳源，碳原子與Li原子的摩爾比為1.75～2.2：1，經混合研磨，80～120℃干燥制得混合料；

(6)將步驟(5)制得的混合料在氮氣氣氛條件下，經300～550℃熱處理2～3h后，升溫至600～800℃熱處理2～3h，制得LiFePO₄·Li₃V₂(PO₄)₃/C原位復合正極材料。

2.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)中，鐵離子溶液的摩爾濃度為0.5mol/L，釩離子溶液的摩爾濃度為0.5mol/L；所述步驟(4)中，磷源溶液的摩爾濃度為0.5mol/L。

3.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)中，釩離子溶液采用如下方法制備：

將偏釩酸銨或五氧化二釩加入到0.2～0.5mol/L草酸溶液中，在70℃、200～300r/min條件下加熱攪拌1～2h，即得釩離子溶液；

優選的，所述步驟(1)中，活化后的酵母采用如下方法制備：

將鮮酵母按1～2％的質量比接種于質量濃度為2～4％的葡萄糖溶液中，30～37℃活化培養0.5～1h，過濾取沉淀，水洗沉淀2～3次，即得活化后的酵母；優選的，所述鮮酵母為高活性干酵母。

4.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)中，鐵源為氯化鐵或硝酸鐵；釩源為偏釩酸銨或五氧化二釩。

5.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)中，溶液A與溶液C的體積比為(3～5)：1。

6.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)、(3)和(4)中，攪拌條件為200～300r/min；優選的，所述步驟(2)和(4)中，氨水濃度為0.5ml/L。

7.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(3)中，混合溶液中釩原子的摩爾濃度為0.2mol/L。

8.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(4)中，溶液A與溶液C的體積比為(12～16)：1。