[發(fā)明專利]釩酸鈷鋰及其制備方法和應用

有效

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• 申請日: 2017-07-28
• 公開（公告）號: CN107482169B
• 公開（公告）日: 2020-06-23
• 發(fā)明（設計）人: 相江峰;李文平;郝三存
• 申請（專利權）人: 蘇州協(xié)鑫集成儲能科技有限公司;協(xié)鑫集成科技（蘇州）有限公司;協(xié)鑫集成科技股份有限公司
• 主分類號: H01M4/131
• 分類號: H01M4/131;H01M4/525;H01M10/0525
• 代理公司: 廣州華進聯(lián)合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 王樂

本發(fā)明涉及一種釩酸鈷鋰及其制備方法和應用。上述釩酸鈷鋰的制備方法包括如下步驟：將氫氧化鋰水溶液與偏釩酸銨懸濁液混合均勻，維持反應溫度為75℃以上，直至得到無色澄清溶液；將無色澄清溶液與醋酸鈷水溶液混合均勻，維持反應溫度為75℃以上，直至得到淺黃色懸濁液；以及將淺黃色懸濁液進行水熱反應，維持反應溫度為160℃～220℃，維持反應時間為18h～24h，得到釩酸鈷鋰。上述釩酸鈷鋰的制備方法能夠控制得到的釩酸鈷鋰的形貌，且得到的釩酸鈷鋰的形貌規(guī)整、顆粒較小且均勻，有利于鋰離子的擴散，從而有利于應用。

技術領域

本發(fā)明涉及鋰離子電池技術領域，特別是涉及一種釩酸鈷鋰及其制備方法和應用。

背景技術

在大型儲能系統(tǒng)中的應用中如純電動汽車(EV)和插電式混合動力汽車(PHEV)中的鋰離子電池是最具發(fā)展前途的能源之一。傳統(tǒng)的應用于交通領域的鋰離子電池的正極材料為磷酸鐵鋰(LiFePO₄)。然而，磷酸鐵鋰正極材料具有放電電壓較低(3.2V)、比容量中等缺點，導致能量密度較低，在電動車應用中逐漸不處于優(yōu)勢地位。

尖晶石結構的釩酸鈷鋰(LiCoVO₄)具有高能量密度、較高的電池電壓、低成本以及相對于LiCoO₂和LiMnO₂的低毒性的優(yōu)點，使其在可充電電池中成為最有前途的電極材料。

傳統(tǒng)的釩酸鈷鋰的制備方法為高溫固相法，然而，采用高溫固相法合成的釩酸鈷鋰的形貌不規(guī)則，顆粒尺寸分布不均一，不利于應用。

發(fā)明內(nèi)容

基于此，有必要針對傳統(tǒng)的釩酸鈷鋰的制備方法得到的釩酸鈷鋰的形貌不規(guī)則、顆粒尺寸分布不均一的問題，提供一種形貌規(guī)則且顆粒尺寸分布均一的釩酸鈷鋰及其制備方法和應用。

一種釩酸鈷鋰的制備方法，包括如下步驟：

將氫氧化鋰水溶液與偏釩酸銨懸濁液混合均勻，維持反應溫度為75℃以上，直至得到無色澄清溶液；

將所述無色澄清溶液與醋酸鈷水溶液混合均勻，維持反應溫度為75℃以上，直至得到淺黃色懸濁液；

以及將所述淺黃色懸濁液進行水熱反應，維持反應溫度為160℃～220℃，維持反應時間為18h～24h，得到釩酸鈷鋰。

上述釩酸鈷鋰的制備方法能夠控制得到的釩酸鈷鋰的形貌，且得到的釩酸鈷鋰的形貌規(guī)整、顆粒較小且均勻，有利于鋰離子的擴散，從而有利于應用。

在其中一個實施例中，所述氫氧化鋰水溶液中的氫氧化鋰、所述偏釩酸銨懸濁液中的偏釩酸銨與所述醋酸鈷水溶液中的醋酸鈷的摩爾比為3.0～3.3:1～1.1:1～1.1。

在其中一個實施例中，將氫氧化鋰水溶液與偏釩酸銨懸濁液混合均勻的操作為：將氫氧化鋰水溶液逐滴滴加到偏釩酸銨懸濁液中。

在其中一個實施例中，維持反應溫度為75℃以上，直至得到無色澄清溶液的操作為：維持反應溫度為75℃～85℃，保溫并持續(xù)攪拌，直至得到無色澄清溶液。

在其中一個實施例中，將所述無色澄清溶液與醋酸鈷水溶液混合均勻的操作為：將所述無色澄清溶液逐滴滴加到醋酸鈷水溶液中。

在其中一個實施例中，維持反應溫度為75℃以上，直至得到淺黃色懸濁液的操作為：維持反應溫度為75℃～85℃，保溫并持續(xù)攪拌，直至得到淺黃色懸濁液。

在其中一個實施例中，所述淺黃色懸濁液的溶度為0.8mol/L～1.2mol/L。

在其中一個實施例中，將淺黃色懸濁液進行水熱反應之前，還包括將所述淺黃色懸濁液進行超聲的步驟，所述超聲的時間為25min～35min。

一種釩酸鈷鋰，采用上述的釩酸鈷鋰的制備方法制備而成。