[發明專利]一種改性氟磷酸釩鋰鋰電池正極材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201510415930.8
• 申請日: 2015-07-15
• 公開（公告）號: CN105226275A
• 公開（公告）日: 2016-01-06
• 發明（設計）人: 徐茂龍;黃紅如
• 申請（專利權）人: 徐茂龍
• 主分類號: H01M4/58
• 分類號: H01M4/58;C01B31/02;H01M4/1397
• 代理公司: 廣州三環專利代理有限公司 44202
• 代理人: 章蘭芳

技術領域

本發明涉及鋰離子電池正極材料領域，具體涉及一種改性氟磷酸釩鋰鋰電池正極材料及其制備方法。

背景技術

氟磷酸釩鋰作為一種新型鋰離子電池正極材料具有安全、環保、熱穩定好等優點，其3D網絡結構為鋰離子的脫嵌過程提供了良好的穿梭通道，因此具有優異的充放電性能和高倍率性能，同時氟使材料具有較好的循環穩定性，而且我國釩資源豐富，原材料來源廣泛，成本低廉，因此氟磷酸釩鋰是一個具有很大潛在價值的高電壓鋰離子正極材料，但其本身存在的缺點使其生產成本高，不利于產業化，比如合成中V³⁺易氧化成V⁵⁺，不易得到單相的LiVPO₄F，高溫下LiVPO₄F易分解成Li₃V₂(PO4)₃，，鋰離子在LiVPO₄F中擴散困難，導致活性材料的利用率低，LiVPO₄F本身的電導率低，導致它大電流放電性能差等。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對上述現有技術的不足而提供一種具有優異的充放電性能、高倍率性能、穩定的循環性能的改性氟磷酸釩鋰鋰電池正極材料及其制備方法。

本發明為解決上述問題所采用的技術方案為：

本發明提供一種改性氟磷酸釩鋰鋰電池正極材料，包括氟源、磷源、釩源、鋰源和占質量百分比0.5～10％的碳納米管。

進一步地，所述氟源為氟化銨、聚偏氟乙烯、KF、NaF中的一種或幾種；

所述磷源為磷酸二氫銨、磷酸銨、磷酸氫二銨、磷酸二氫鉀中的一種或幾種；

所述釩源為偏三氧化二釩、釩酸銨、草酸氧釩中的一種或幾種；

所述鋰源為醋酸鋰、碳酸鋰、氫氧化鋰、硝酸鋰、氟化鋰中的一種或幾種。

進一步地，所述碳納米管管徑為10～45nm，管長為10～100μm。

一種改性氟磷酸釩鋰鋰電池正極材料的制備方法，包含以下步驟：

(1)按物質的量之比氟：磷：釩：鋰＝1:1:1:1的比例，稱取氟源、磷源、釩源和鋰源并進行混合形成混合物；

(2)將步驟(1)中所得混合物裝入瑪瑙研缽中，并加入適量乙二醇溶液進行研磨；

(3)對研磨后的混合溶液進行噴霧干燥處理，得到混合物粉體；

(4)將步驟(3)中所得混合粉體與碳納米管混合，攪拌均勻得到前驅體粉體；

(5)對所述前驅體粉體進行壓片處理，形成生坯體；

(6)將所述生坯體放入真空高溫管式爐中，在真空條件下進行燒結得到熟坯體；

(7)將所述熟坯體進行粉碎、過篩處理得到目標產物(粒徑為20～120nm)。

進一步地，步驟(2)中研磨時間為2～10min。

本發明的有益效果在于：

本發明提供一種改性氟磷酸釩鋰鋰電池正極材料及其制備方法，利用碳納米管具有巨大的比表面積和表面疏水性，對共存物具有很強的吸附能力，具有良好的導電性能和較高的熱傳導率等優點，有效的改善了氟磷酸釩鋰正極材料的電化學性能，通過該方法制備的改性氟磷酸釩鋰鋰電池正極材料具有優異的充放電性能、高倍率性能、穩定的循環性能等優點，另外該方法具有加工成本低，綠色環保，易于實現產業化的特點。

附圖說明

圖1為實施例1中溫控程序升溫曲線圖；

圖2是實施例1所合成的改性氟磷酸釩鋰XRD；

圖3是實施例1所合成的改性氟磷酸釩鋰SEM圖；

圖4是實施例1所合成的改性氟磷酸釩鋰首次充放電循環特性曲線；

圖5是實施例1所合成的改性氟磷酸釩鋰循環特性曲線。

具體實施方式

下面結合附圖具體闡明本發明的實施方式，附圖僅供參考和說明使用，不構成對本發明專利保護范圍的限制。

實施例1

本發明提供一種改性氟磷酸釩鋰鋰電池正極材料，包括氟源、磷源、釩源、鋰源和占質量百分比為1％的碳納米管，本實施例中，氟源為氟化銨，磷源為磷酸二氫銨，釩源為五氧化二釩，鋰源為醋酸鋰，選擇的碳納米管管徑為30nm左右，管長為65μm左右。

本實施例中的改性氟磷酸釩鋰鋰電池正極材料的制備方法，包含以下步驟：

(1)按物質的量之比氟：磷：釩：鋰＝1:1:1:1的比例，分別稱取氟化銨37g、磷酸二氫銨115g、五氧化二釩182g和醋酸鋰66g并進行混合形成混合物；