[發(fā)明專利]一種適于工業(yè)化生產(chǎn)的納米五氧化二釩正極材料的制備方法及應(yīng)用有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201611095638.3 | 申請日： | 2016-11-30 |
| 公開（公告）號： | CN106745251B | 公開（公告）日： | 2018-10-30 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 皮玉強;葛曜聞 | 申請（專利權(quán)）人： | 武漢理工力強能源有限公司 |
| 主分類號： | H01M4/48 | 分類號： | H01M4/48;C01G31/02;H01M10/0525;B82Y30/00;B82Y40/00 |
| 代理公司： | 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102 | 代理人： | 張惠玲 |
| 地址： | 430000 湖北省武漢*** | 國省代碼： | 湖北;42 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 前驅(qū)體粉體 前驅(qū)體溶液 五氧化二釩 藍色溶液 噴霧干燥 正極材料 制備 鋰離子電池正極 草酸 電化學(xué)性能 產(chǎn)品顆粒 活性材料 制備工藝 燒結(jié) 產(chǎn)業(yè)化 納米級 乙二醇 釩源 水中 添加劑 離子 應(yīng)用 | ||
本發(fā)明提供一種適于工業(yè)化生產(chǎn)的納米五氧化二釩正極材料的制備方法及應(yīng)用，包括如下步驟：將釩源和草酸加入到去離子水中，形成藍色溶液；將添加劑、乙二醇分別加入到藍色溶液中，得到藍色前驅(qū)體溶液；將藍色前驅(qū)體溶液進行噴霧干燥，得到藍色前驅(qū)體粉體；將藍色前驅(qū)體粉體進行有氧燒結(jié)，篩分，即得產(chǎn)品。本發(fā)明采用液相?噴霧干燥技術(shù)，產(chǎn)品顆粒為納米級，且分布均勻，具有優(yōu)良電化學(xué)性能，且原料來源廣，制備工藝簡單，成本低，易于產(chǎn)業(yè)化，可作為鋰離子電池正極活性材料。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及納米材料與電化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種適于工業(yè)化生產(chǎn)的納米五氧化二釩(V2O5)正極材料的制備方法。
背景技術(shù)
鋰離子電池具有高比能量、壽命長、綠色低碳等優(yōu)點，在電動汽車、電子消費品市場等逐步得到廣泛應(yīng)用，但由于較差的倍率性能和功率密度，限制了其在電氣車輛等大規(guī)模能量存儲中的應(yīng)用。在《節(jié)能與新能源汽車國家規(guī)劃》中指出，截止2020年動力電池能量密度要達到300Wh/Kg，同時在國家“十三五”新能源汽車重點專項中，也明確指出要達到300Wh/Kg這一目標。然而目前的磷酸鐵鋰材料，三元材料都暫時無法滿足這一需求，需要發(fā)展新型正極材料來滿足這一目標。在正極材料中，層狀結(jié)構(gòu)V2O5最多可以脫嵌3個鋰離子，且資源豐富，理論容量高的優(yōu)點而被廣泛認知。但其依舊存在著兩大問題，較差的倍率性能和循環(huán)穩(wěn)定性問題。
納米材料具有高的比表面積以及更好的活性，作為鋰離子電池電極材料時與電解液接觸面積大、鋰離子脫嵌距離短，能有效提高材料的電化學(xué)活性，作為高倍率鋰離子電池電極材料時具有顯著的優(yōu)勢。然而，目前制備性能優(yōu)異的V2O5正極材料，大多采用水熱法、沉淀法，溶膠法等方法，其存在著生產(chǎn)效率低、過程復(fù)雜、不利于產(chǎn)業(yè)化等缺點，限制了五氧化二釩在鋰電池的應(yīng)用。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種適于工業(yè)化生產(chǎn)的納米五氧化二釩正極材料的制備方法，采用液相-噴霧干燥技術(shù)，產(chǎn)品顆粒為納米級，且分布均勻，具有優(yōu)良電化學(xué)性能，且原料來源廣，制備工藝簡單，成本低，易于產(chǎn)業(yè)化，可作為鋰離子電池正極活性材料。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：
一種適于工業(yè)化生產(chǎn)的納米五氧化二釩正極材料的制備方法，包括如下步驟：
1)將釩源和草酸加入到去離子水中，形成藍色溶液；
2)將添加劑、乙二醇(EG)分別加入到藍色溶液中，得到藍色前驅(qū)體溶液；
3)將藍色前驅(qū)體溶液進行噴霧干燥，得到藍色前驅(qū)體粉體；
4)將藍色前驅(qū)體粉體進行有氧燒結(jié)，篩分，即得產(chǎn)品。
根據(jù)以上方案，所述釩源為V2O5、偏釩酸銨(NH4VO3)或兩者的混合物。
根據(jù)以上方案，所述草酸與所述釩源中釩的摩爾比為1～9。
根據(jù)以上方案，所述添加劑為聚乙烯醇(PVA)、葡萄糖、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、蔗糖、可溶性淀粉、聚乙二醇(PEG)、檸檬酸中任意一種或一種以上的混合物。
根據(jù)以上方案，所述乙二醇與所述釩源換算成V2O5后的質(zhì)量比為1/16～1/2，所述乙二醇的密度為1.1155g/mL。
根據(jù)以上方案，所述噴霧干燥采用壓力噴霧干燥機、離心噴霧干燥機或氣流式噴霧干燥機。
根據(jù)以上方案，所述有氧燒結(jié)的溫度為350℃-550℃，時間為1-8h。
根據(jù)以上方案，所述納米五氧化二釩正極材料作為鋰離子電池正極活性材料。
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