[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

技術領域

本發明涉及一種磷酸鐵鋰·磷酸釩鋰/碳(LiFePO₄·Li₃V₂(PO₄)₃/C)原位復合正極材料的制備方法，屬于功能材料技術領域。

背景技術

橄欖石結構磷酸鐵鋰(LiFePO₄)和單斜結構磷酸釩鋰(Li₃V₂(PO₄)₃)是兩種具有重要應用價值的鋰離子電池正極材料，它們因具有結構穩定、循環性能優良、安全性能好、資源豐富、成本低、適用于大功率動力電池等優勢而倍受關注。而Li₃V₂(PO₄)₃的理論比容量(197mAh?g^-1)比LiFePO₄(170mAh?g^-1)的高，并存在三個可以自由嵌入脫出的鋰離子使其充電電壓接近5V，具有比LiFePO₄高的比容量、電壓平臺以及電導率和倍率性。但是純相LiFePO₄和純相Li₃V₂(PO₄)₃的實際比容量、倍率性能、能量密度等電化學性能提高空間都較小，二者都存在電子電導率和鋰離子擴散系數比較低的問題，使其大電流放電性能和能量密度比較差。

近幾年的研究發現，LiFePO₄與Li₃V₂(PO₄)₃復合能夠提高其電化學性能，并取得了一定效果，例如，采用固相法合成的LiFePO₄/Li₃V₂(PO₄)₃復合正極材料的初次放電比容量為165.2mAh?g^-1(0.1C)；以石油焦為還原劑和碳源合成的9LiFePO₄·Li₃V₂(PO₄)₃/C復合正極材料的初次放電比容量為168mAh?g-¹(1C)，在10C循環150次放電比容量達125mA?h?g^-1；化學沉淀法合成的LiFe_0.99V_0.01PO₄的復合正極材料的初次放電比容量達160.0mAh?g^-1(0.1C)。

此外，還有一些公開的關于LiFePO₄·Li₃V₂(PO₄)₃/C復合材料的專利，例如US20080008938A1公開了一種由直接法和間接法分別合成LiFe_1-y’V_y’PO₄·Li₃V_2-y”Fe_y”(PO₄)₃復合材料，合成的這種復合材料相比于單獨合成的LiFe_1-y’V_y’PO₄和Li₃V_2-y”Fe_y”(PO₄)₃顯示出良好的電子傳導率和在較高倍率下的出色的循環性能；

中國專利文獻CN101841021A(申請號CN201010182564.3)公開了一種磷酸鐵鋰和磷酸釩鋰復合正極材料及其制備方法，以納米磷源，鋰源，鐵源，釩源化合物混合再與碳納米管混合，所得復合材料電化學性能提高。