[發(fā)明專利]一種循環(huán)穩(wěn)定的鋰離子電池正極材料及方法

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• 申請日: 2017-08-08
• 公開（公告）號: CN107452950A
• 公開（公告）日: 2017-12-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐友龍;孫孝飛
• 申請（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/58;H01M10/0525
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司61200
• 代理人: 張弘

1.一種循環(huán)穩(wěn)定的鋰離子電池正極材料，其特征在于，該正極材料的分子式為：(Li_αM_1β)(V_γM_δM_2ε)PO₄F_κ，其中M₁、M、M₂均為V、Na、K、Mg、Ca、Sr、Y、La、Ti、Zr、Nb、Cr、Mo、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Al、In中的一種，0.8≤α≤1，0＜β≤0.2，0.9≤α+β≤1.2；0.8≤γ≤0.98，0＜δ≤0.2，0＜ε≤0.2，0.9≤γ+δ+ε≤1.0，0.9≤κ≤1.1。

2.一種循環(huán)穩(wěn)定的鋰離子電池正極材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)按化學(xué)式(V_γM_δM_2ε)PO₄將釩源、磷源、M添加劑源及M₂添加劑源，并加入碳源混合均勻，碳源加入量按照碳與磷摩爾比(1.2～1.5):1，在600～800℃保護性氣氛下燒結(jié)，然后粉碎研磨得中間體，其中M、M₂均為V、Na、K、Mg、Ca、Sr、Y、La、Ti、Zr、Nb、Cr、Mo、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Al、In中的一種，0.8≤γ≤0.98，0＜δ≤0.2，0＜ε≤0.2，0.9≤γ+δ+ε≤1.0；

2)向中間體中加入鋰源、氟源、M₁添加劑源后，按照化學(xué)式為(Li_αM_1β)(V_γM_δM_2ε)PO₄F_κ的摩爾質(zhì)量比混合均勻，在600～800℃保護性氣氛下燒結(jié)，過篩后得到粉末狀鋰離子電池正極材料(Li_αM_1β)(V_γM_δM_2ε)PO₄F_κ，其中M₁為V、Na、K、Mg、Ca、Sr、Y、La、Ti、Zr、Nb、Cr、Mo、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Al、In中的一種，0.8≤α≤1，0＜β≤0.2，0.9≤α+β≤1.2；0.9≤κ≤1.1。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種循環(huán)穩(wěn)定的鋰離子電池正極材料的制備方法，其特征在于，所述步驟1)中釩源為V₂O₅、NH₄VO₃、VO₂、C₂O₅V或V₂O₃。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種循環(huán)穩(wěn)定的鋰離子電池正極材料的制備方法，其特征在于，所述步驟1)中磷源為H₃PO₄、NH₄H₂PO₄、(NH₄)₂HPO₄、(NH₄)₄P₂O₇或P₂O₅。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種循環(huán)穩(wěn)定的鋰離子電池正極材料的制備方法，其特征在于，所述步驟1)中碳源為乙炔炭黑、石墨、碳納米管、石墨烯、蔗糖、葡萄糖或抗壞血酸。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種循環(huán)穩(wěn)定的鋰離子電池正極材料的制備方法，其特征在于，所述步驟2)中鋰源為Li₂CO₃、LiOH、LiF或Li₂O。

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種循環(huán)穩(wěn)定的鋰離子電池正極材料的制備方法，其特征在于，所述步驟2)中氟源為NH₄F、LiF。