[發明專利]一種γ相釩酸鋰負極材料、負極、鋰離子電池及制備方法

有效

• 申請號: 201710986082.5
• 申請日: 2017-10-20
• 公開（公告）號: CN107887597B
• 公開（公告）日: 2020-06-19
• 發明（設計）人: 李會巧;秦瑞環;廖超怡;翟天佑
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: H01M4/485
• 分類號: H01M4/485;H01M4/36;H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 武漢東喻專利代理事務所(普通合伙) 42224
• 代理人: 方可

1.一種鋰離子電池負極材料，其特征在于，其采用γ相釩酸鋰作為負極中的活性材料，所述γ相釩酸鋰的空間群為Pnmb形式，其晶胞參數為α＝β＝γ＝90°，所述γ相釩酸鋰作為負極中的活性材料使用時，只表現出一個充放電平臺，對應的電荷/電壓微分曲線只顯示出一對氧化還原峰，

所述負極活性材料γ相釩酸鋰的結構在室溫下穩定存在，在高溫煅燒后降溫的過程中不會轉變成β相結構的釩酸鋰，其中，β相結構的釩酸鋰是指空間群為Pnm21，晶胞參數為α＝β＝γ＝90°的釩酸鋰相，

室溫下穩定的γ相釩酸鋰分子式為Li_3+αV_1-xM_xO_4-β，其中，M＝Si、Ge、Cr中的一種或多種，0.02≤x≤0.15，0≤α≤2x，0≤β≤x/2，或者

室溫下穩定的γ相釩酸鋰分子式為Li₃VO_4-zR_z，其中，R＝S、N、B中的一種或多種，0z≤0.15，或者

室溫下穩定的γ相釩酸鋰分子式為Li_3+αV_1-xM_xO_4-zR_z，其中，M＝Si、Ge、Cr中的一種或多種，R＝S、N、B中的一種或多種，0.02≤x≤0.15，0≤α≤2x，0z≤0.15。

2.如權利要求1所述的鋰離子電池負極材料，其特征在于，將γ相釩酸鋰表面包覆碳或者將γ相釩酸鋰與無定形碳、石墨化碳、碳納米管、碳纖維、氧化石墨烯、石墨烯中的至少一種進行復合改性，以進一步提升負極活性材料的導電性和電化學性能。

3.一種制備如權利要求1-2之一所述負極材料的方法，其特征在于，在原料釩源和鋰源之外另加入適量的M源或同時加入M源和R源，以固相球磨方法進行充分混合，將混合后的樣品在600℃～1100℃的溫度下、在空氣、氮氣、氬氣、低壓或部分真空的氣氛下，煅燒3h～72h，降溫至室溫后得到室溫下穩定的γ相釩酸鋰，其中，M選自Si、Ge、Cr中的一種或多種，R選自S、N、B中的一種或多種。

4.一種鋰離子電池用負極，所述負極包含：

集電器，

負極材料層，所述負極材料層形成在所述集電器的至少一個表面上并包含負極活性材料，其中，

所述負極材料層為權利要求1-2中任一項所限定的負極材料。

5.一種鋰離子電池，其包含：

正極，

負極和設置在所述正極和所述負極之間的隔膜，

其中所述負極為權利要求4中所限定的負極。