[發(fā)明專利]一種不含鋰的鋰離子電池正極材料Na3

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710556600.X
• 申請日: 2017-07-10
• 公開（公告）號: CN107482179B
• 公開（公告）日: 2020-06-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 倪世兵;唐俊;陳啟長;楊學(xué)林
• 申請（專利權(quán)）人: 三峽大學(xué)
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/58;H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務(wù)所 42103
• 代理人: 蔣悅

本發(fā)明提供一種中間液相方法制備碳復(fù)合磷酸釩鈉鋰離子電池正極材料，具體步驟是稱取鈉源、釩源于小燒杯中，添加去離子水，攪拌30min至其完全溶解，將其轉(zhuǎn)移至水熱內(nèi)膽中，添加去離子水至內(nèi)膽體積的80%，在100~180℃的鼓風(fēng)烘箱中水熱12~48h。稱取磷源及有機(jī)碳源于燒杯中，加入去離子水，攪拌20min至其完全溶解，之后將自然冷卻后的中間相液體緩慢滴加到溶有磷源和有機(jī)碳源的燒杯中，攪拌20min至溶液變成橙黃色，在80℃的鼓風(fēng)烘箱中于24h烘干。將前驅(qū)體研磨成粉末，于氮氣氣氛下350℃預(yù)燒2~6h，并在650~850℃下煅燒6~12h，自然冷卻后得到Na₃V₂(PO₄)₃/C復(fù)合材料，以其作為鋰離子電池正極顯示出較好的電化學(xué)性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一類高性能鋰離子電池正極材料，特別涉及一種Na₃V₂(PO₄)₃/C復(fù)合材料的制備方法，屬于電化學(xué)電源領(lǐng)域。

技術(shù)背景

鋰離子電池具有高能量密度、高安全性能、低自放電、長壽命、無記憶等優(yōu)點，目前已經(jīng)成為便攜電子產(chǎn)品的主要電源。未來，還有可能被應(yīng)用于電動汽車、混合動力汽車、軍用設(shè)備及儲能電網(wǎng)。正極作為鋰離子電池的重要組成部分，其性能直接決定鋰離子電池的性能，從某種程度上說，它直接決定了鋰離子電池成本的高低。因此，研究高性能的正極材料是研制高性能鋰離子電池的重要任務(wù)。

隨著鋰離子電池的大規(guī)模應(yīng)用，鋰資源需求將迅速增加，將伴隨著鋰源的價格不斷上漲，這不利于鋰離子電池的可持續(xù)發(fā)展。目前所研究的正極材料大多為鋰過渡金屬化合物。Na₃V₂(PO₄)₃ 作為一種含鈉不含鋰的鋰離子電池正極材料，較含鋰的正極材料具有天然的價格優(yōu)勢，且Na₃V₂(PO₄)₃作為磷酸基的電極材料，具有卓越的熱穩(wěn)定性和電化學(xué)穩(wěn)定性，這為優(yōu)異的循環(huán)性能提供了基礎(chǔ)。Na₃V₂(PO₄)₃具有NASICON框架結(jié)構(gòu)，是一種快離子導(dǎo)體材料，這種材料具有三維開放離子運(yùn)輸通道，作為鋰離子電池電極材料時具有較高的鋰離子擴(kuò)散速度。然而，受制于其較差的導(dǎo)電性，Na₃V₂(PO₄)₃的性能并不理想。增強(qiáng)電極材料導(dǎo)電性的最常用方式為與碳材料如碳納米管，石墨烯，石墨等復(fù)合。而電極材料與碳在微觀尺度的復(fù)合均勻程度將是決定復(fù)合材料最終導(dǎo)電性的關(guān)鍵。