[發(fā)明專利]一種納米籠狀LiVPO4 在審
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 202010117421.8 | 申請(qǐng)日： | 2020-02-25 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN111285343A | 公開（公告）日： | 2020-06-16 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 孫孝飛;胡瓊丹;岐琳;梅雪松 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 西安交通大學(xué) |
| 主分類號(hào)： | C01B25/455 | 分類號(hào)： | C01B25/455;H01M4/58;H01M10/0525;B82Y30/00;B82Y40/00 |
| 代理公司： | 西安智大知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61215 | 代理人： | 弋才富 |
| 地址： | 710049 陜*** | 國省代碼： | 陜西;61 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 納米 livpo base sub | ||
一種納米籠狀LiVPO4F電池材料及其制備方法，為納米類球籠狀結(jié)構(gòu)，包括以下步驟：一、將釩源、磷源和添加劑A混合，在100～500rpm轉(zhuǎn)速下砂磨1～6h，用水調(diào)節(jié)質(zhì)量濃度為10～70％，在溫度50～200℃、壓力20～200Mpa下進(jìn)行噴霧干燥處理；二、所得粉末在500～900℃保護(hù)性氣氛下燒結(jié)0.5～8h；三、步驟二產(chǎn)物按照摩爾比1：(0.9～1.5)：(0.9～1.5)：(0.01～1)再加入鋰源、氟源和添加劑B，混合均勻、干燥；四、在500～900℃保護(hù)性氣氛下燒結(jié)0.1～4h，粉碎研磨得到目標(biāo)材料粉末LiVPO4F；本發(fā)明工藝簡單、操作簡便，易于規(guī)模化生產(chǎn)，將大大加快LiVPO4F在鋰電池特別是動(dòng)力鋰電池領(lǐng)域的工業(yè)化生產(chǎn)應(yīng)用，助推高安全、高性能可充鋰電池的制造、發(fā)展，促進(jìn)其在電子設(shè)備、電動(dòng)汽車和電站儲(chǔ)能等領(lǐng)域的廣泛深入應(yīng)用。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及鋰電池正極材料的新型制造方法，特別涉及一種納米籠狀LiVPO4F電池材料及其制備方法。
背景技術(shù)
面對(duì)全球日漸短缺的能源危機(jī)和日益嚴(yán)峻的環(huán)境污染，可充鋰電池在高效環(huán)保能源存儲(chǔ)領(lǐng)域展示出巨大的技術(shù)潛力和廣闊的市場(chǎng)前景。相比電容器、鉛酸電池和燃料電池等其它電能存儲(chǔ)裝置，可充鋰電池兼具能量密度高、充放電速度快、循環(huán)壽命長、能量轉(zhuǎn)換效率高、安全性好、使用溫度范圍寬、自放電率低和價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)，在便攜式電子設(shè)備、電動(dòng)工具、電動(dòng)交通(含電動(dòng)汽車和電動(dòng)自行車)、醫(yī)療健康、航天航空、軍事國防、智能電網(wǎng)和電站儲(chǔ)能等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景，對(duì)于節(jié)約高效使用能源和促進(jìn)環(huán)境保護(hù)具有重要的戰(zhàn)略意義【Nature Energy,2017,2(8),17108；Nature Reviews Materials,2016,1(4),16013；Nature Chemistry,2015,7(1),19-29；Energy ScienceEngineering,2015,3(5),385-418.】。
可充鋰電池主要由正極、負(fù)極、隔膜、電解質(zhì)和外殼等部分組成。其中，正極作為鋰離子的來源和載體，對(duì)電池的整體性能和價(jià)格成本起著決定性作用【Materials Today,2016,19(2),109-123；Chemical Society Reviews,2014,43(1),185-204；ChemicalReviews,2004,104(10),4271-4301.】。聚陰離子型LiVPO4F是一種近年才提出的新型正極材料，具有工作電位高(4.2V，vs.Li/Li+，下同)、理論比容量高(156mAh/g)和能量密度高(667Wh/Kg)等優(yōu)點(diǎn)【Advanced Materials,2017,29(44),1701972；化工新型材料,2014,42(9),1-3；Journal of the Electrochemical Society,2003,150(10),A1394-A1398】。更重要的是，由于F-與PO43-的相互作用，LiVPO4F的晶體結(jié)構(gòu)也更加穩(wěn)定，其熱力學(xué)穩(wěn)定性比LiFePO4還要優(yōu)異【Journal of Power Sources,2015,273,1250-1255；ElectrochemistryCommunications,2009,11(3),589-591】，是目前已報(bào)道的安全性最好的鋰電池正極材料。因此，LiVPO4F被視為LiFePO4的升級(jí)換代材料，在先進(jìn)可充鋰電池特別是動(dòng)力電池領(lǐng)域具有巨大的市場(chǎng)潛力。此外，我國釩資源儲(chǔ)量位居世界前列，開發(fā)、生產(chǎn)和利用LiVPO4F正極材料具有得天獨(dú)厚的自然條件和成本優(yōu)勢(shì)。
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